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La galaxie NGC 5584 est une immense cité stellaire, où certains quartiers sont en construction tandis que d'autres sont déjà marqués par de vieux géants. Pour voir les uns et les autres, les astronomes ont utilisé deux « lampes de poche » très différentes.

Une lampe est cachée derrière un grand aquarium rempli d'eau. Vous ne voyez pas une seule source de lumière, mais plusieurs de ses reflets et réfractions — l'eau courbe le trajet des rayons.

Quelque part dans les profondeurs de la Voie lactée, des impulsions radio éclatent de temps en temps – rares, régulières, comme les battements d'un métronome lointain. Ces transitoires radio à longue période ont été découverts récemment et ont immédiatement laissé les astronomes perplexes.

Lorsqu'un orchestre de milliers de musiciens joue en harmonie, le mérite n'en revient pas seulement au talent de chacun, mais aussi au travail invisible du chef d'orchestre.

Au centre de notre Galaxie se trouve le trou noir supermassif Sagittarius A*. Si un compagnon invisible tourne à ses côtés, leur danse peut être repérée grâce à la lumière d'autres étoiles.

Au cœur de la Voie lactée, des étoiles tournent autour d'un trou noir supermassif invisible. L'une d'elles, S301, fait le tour complet en seulement 8,7 ans. Sa trajectoire ressemble à une ellipse très aplatie : tantôt elle frôle le trou noir, tantôt elle s'en éloigne. Au moment de la plus grande approche, la distance qui l'en sépare devient minuscule à l'échelle cosmique.

Deux cent quarante-deux mille trois cent vingt-sept galaxies — comme des grains de sable sur une plage. Mais les astronomes ont transformé ce chaos en carte : l'algorithme UMAP a pris de chaque galaxie onze paramètres — sept couleurs de l'optique au moyen infrarouge (c'est la…

En 2034, une fusée quitte le pas de tir avec une cargaison inhabituelle : deux sphères de la taille d'un gros globe terrestre, chacune pesant près d'une tonne. Aucun moteur, aucun appareil électronique. Seulement une surface miroitante composée de centaines de réflecteurs en coin — de minuscules prismes qui renvoient la lumière exactement d'où elle vient. C'est le futur diapason cosmique.

Prédites par Albert Einstein, les ondes gravitationnelles sont des balises dans l'océan sombre du cosmos. Elles jaillissent lors de collisions de trous noirs et parcourent l'Univers en ridant l'espace.

Le fond optique du ciel est un palimpseste cosmique, où la lumière de milliards de galaxies non résolues s'empile en couches correspondant à différentes époques. Jusqu'ici, nous ne distinguions que les « lettres » les plus brillantes — les étoiles individuelles et les galaxies proches.

La cosmologie moderne est en dissonance. Les mesures locales de la constante de Hubble à partir des supernovae et des céphéides donnent environ 73 km/s/Mpc, tandis que les contraintes globales issues du fond diffus cosmologique dans le cadre du modèle standard ΛCDM…

Dans le bulbe galactique, où la lumière de milliards d'étoiles se fond en une lueur continue, quatre géants froids sont passés inaperçus. On ne peut pas les voir au télescope — trop loin, trop faibles.

L'Univers est un gigantesque labyrinthe de miroirs déformants. La masse des galaxies et des amas dévie la lumière des quasars lointains, comme pour jouer avec notre perception du cosmos. Dans cette salle des miroirs se cache la clé du plus grand mystère : l'énergie noire, qui accélère l'expansion de l'espace.

Chaque nuit, le ciel au-dessus de l'observatoire Vera Rubin s'illumine de dix millions de feux passagers — les transitoires astronomiques.

La naissance des planètes évoque le travail d'une forge céleste. Des blocs de roche se percutent et fusionnent. L'impact violent fait jaillir une étincelle : la matière chauffe à blanc et brille comme un métal en refroidissement.

La constante cosmologique fait accélérer l'expansion de l'Univers. Dans un futur lointain, lorsque toute la matière se sera dissipée, il ne restera que l'espace de Sitter vide — le fond cosmique idéal.

Pendant tout le siècle dernier, la cosmologie a mesuré la vitesse d'expansion de l'Univers grâce aux supernovae, aux décalages vers le rouge et au rayonnement fossile.

Dans le laboratoire, il y a un piège — un « puits » invisible de champs électriques — où flotte une particule de poussière chargée d'une centaine de nanomètres. Elle oscille d'avant en arrière, comme le balancier d'une horloge.

Dans les années 1930, Fritz Zwicky fut le premier à remarquer que les galaxies des amas se déplacent trop vite — quelque chose d'invisible les retenait. Plus tard, Vera Rubin mesura la rotation des galaxies spirales, confirmant que le cosmos est imprégné de matière noire.

Lorsque le télescope spatial James Webb a plongé son regard dans les profondeurs du temps, les astronomes s'attendaient à voir des galaxies familières. Mais au lieu de cela, les images se sont révélées parsemées d'une multitude de points rouges, brillants et incroyablement compacts.

Les deux premiers milliards d'années après le Big Bang — une époque où l'Univers ressemblait à un chantier bouillonnant. La matière noire agglomérait le gaz en amas, qui s'embrasait en premières étoiles.

Une immense salle où résonnent simultanément des centaines d'orchestres. Au milieu de ce vacarme, il faut distinguer un duo bien précis : deux trous noirs supermassifs qui tournent l'un autour de l'autre dans une galaxie lointaine.

Par une nuit noire, au-dessus de la pampa uruguayenne, une boule éblouissante jaillit en silence. Elle file pendant quelques secondes, dispersant des étincelles, puis s'éteint quelque part derrière l'horizon. C'est un bolide — un gros fragment d'astéroïde qui a pénétré dans l'atmosphère.

Une pierre tombe dans un puits, et le plouf nous parvient avec un délai. Quelque chose d'analogue se produit avec la lumière lorsqu'elle s'éloigne de la Terre : ses oscillations se raréfient, le rayon semble « fatigué ». C'est le décalage vers le rouge gravitationnel — un phénomène dont Einstein parlait il y a un siècle.

La recherche de signaux extraterrestres, c'est essayer d'entendre un murmure dans un stade assourdissant. Le télescope de Green Bank a écouté 70 000 étoiles, mais les 100 millions de sursauts détectés n'étaient que du bruit terrestre — téléphones, satellites, fours à micro-ondes.

Edwin Hubble et Georges Lemaître ont découvert l'expansion de l'univers il y a près d'un siècle.

À la périphérie du système solaire, bien au-delà de Neptune, des centaines de blocs de glace gravitent. Certains se déplacent comme si une force invisible avait aligné leurs orbites, telles les aiguilles d'une boussole. Il y a dix ans, cela a conduit les astronomes à penser qu'une planète massive, environ dix fois plus lourde que la Terre, se cachait là.

La lumière de la lointaine galaxie du Dragon met plus de sept milliards d'années à nous parvenir. En chemin, elle passe près d'un immense amas de galaxies dont la gravité courbe le trajet de la lumière, comme une lentille. La galaxie nous apparaît donc plus brillante et plus grande qu'elle ne l'est en réalité — comme une loupe agrandit un petit texte.

Une poignée de pièces de monnaie accélérée jusqu'à un cinquième de la vitesse de la lumière. Voilà à quoi ressembleront les sondes interstellaires Coracle : de minuscules engins de quelques grammes, chacun muni d'une pellicule de voile très fine.

Dans la vaste toile cosmique, le télescope James Webb a aperçu quelque chose d'inhabituel : de minuscules mais brillantes étincelles rouges que les astronomes ont surnommées « petits points rouges ».

Le radiotélescope FAST, en Chine, est une antenne géante de 500 mètres de diamètre, nichée dans un entonnoir naturel au milieu des montagnes.

Le jour, dans le désert chilien d'Atacama, l'air tremble de chaleur, comme au-dessus d'une poêle brûlante. La lumière du Soleil, en traversant cette agitation, se met à danser et à scintiller. Les astronomes appellent ce tremblement de l'air le « seeing » — il empêche les télescopes de voir les étoiles nettement.

À la périphérie de notre Galaxie, bien au-delà du disque d'étoiles familier, le télescope Subaru a aperçu quelque chose d'inattendu : un nuage d'étoiles dispersé, s'étendant sur une surface de cent degrés carrés dans le ciel.

Un phare clignote toutes les quelques secondes, mais soudain, il se met à s'intensifier et à s'éteindre lentement, sur une année. C'est exactement le comportement d'environ un tiers des géantes rouges — ces énormes étoiles en fin de vie.

L'explosion d'une étoile massive est un événement brillant mais bref. L'éclair lui-même dure des semaines, mais la poussière qu'il a chauffée autour de l'étoile continue de briller en infrarouge pendant des années.

La méthode ressemble à un jeu dans une salle sombre : vous et vos amis convenez qu'après un flash commun, chacun allumera sa lampe de poche dix secondes plus tard, en ajustant le temps en fonction du délai de la lumière. De la même manière, on peut utiliser un sursaut gamma cosmique — une explosion colossale visible dans tout l'Univers — comme signal de départ pour les extraterrestres.

Sur de vieilles plaques photographiques des années 1950, les astronomes ont trouvé des centaines de milliers d'éclairs instantanés. Les mesures de luminosité ont confirmé qu'il ne s'agissait pas de défauts, mais d'événements réels liés à l'activité solaire.

Le ciel nocturne semble immobile, mais de nombreuses étoiles tremblent comme une peau de tambour après un coup. Le satellite TESS a observé les mêmes régions du ciel pendant sept années consécutives et a capté ce frémissement chez 19 151 géantes rouges — de vieilles étoiles gonflées.

La lumière des étoiles lointaines, en traversant la poussière cosmique, perd une partie de son énergie. Les grains de poussière absorbent et diffusent la lumière, et la manière dont ils le font à différentes longueurs d'onde renseigne sur leur composition et leur taille. Les astronomes appellent cela la courbe d'absorption de la poussière.

Les astronomes ont testé le nouveau télescope Vera Rubin au Chili, comme on règle la mise au point et le diaphragme d'un nouvel appareil photo. Les premières images ont couvert une portion du ciel équivalente à 60 pleines Lunes — et ont immédiatement révélé des millions de galaxies et d'étoiles.