microlentille par planète errante

L'orchestre de six galaxies lointaines aurait dû jouer fort, mais la partition des chocs n'y figurait pas. Les astronomes ont pointé le télescope spatial James Webb vers elles pour entendre les sursauts violents qui, pensait-on, accompagnent la naissance des étoiles. Au lieu de cela, ils n'ont capté qu'un bourdonnement régulier.

Dans les noyaux actifs de galaxies, les trous noirs supermassifs sont entourés d'un anneau dense de poussière qui agit comme un rideau : il masque tout ce qui se passe au centre. Si une étoile s'approche trop près du trou noir, les forces de marée la déchirent, et l'éruption qui en résulte est généralement visible en optique et en rayons X.

En 2016, les astronomes ont vu l'incroyable : une étoile lointaine, nommée Icare, a brillé pendant quelques semaines, traversant l'abîme de l'espace. C'était l'effet de lentille gravitationnelle — un effet prédit par Einstein : un objet massif courbe l'espace-temps et focalise la lumière, telle une loupe géante.

La Lune est une sphère sans air faite d'une croûte rocheuse dense appelée régolithe. Lorsque des particules rapides venues de l'espace la percutent, des muons naissent dans le sol : des cousins instables des électrons, environ deux cents fois plus lourds. La plupart filent vers le bas et s'éteignent dans l'épaisseur.

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.

La lumière d'une étoile lointaine n'est pas un phare parfait. En traversant le champ gravitationnel d'une autre étoile, elle se courbe, se divise et s'amplifie, créant un anneau d'Einstein éphémère dans le ciel.

Un mobile pour bébé : les figurines suspendues à des fils réagissent au moindre souffle d'air. De la même manière, les planètes sur des orbites très larges ne sont maintenues que par la gravité de leur étoile, et ressentent les moindres « courants d'air » gravitationnels.

Une planète de la taille de Neptune s'est approchée trop près de son étoile. L'étoile commence à attirer les couches supérieures de la planète — le gaz s'en échappe comme l'eau d'un seau trop plein. Ce processus est appelé débordement par le lobe de Roche (c'est ainsi que les astronomes désignent la limite au-delà de laquelle l'étoile peut arracher de la matière à la planète).

Une personne sur une vieille photo se tient dans une foule tout en tournant sur elle-même — deviner son âge est presque impossible. C'est à peu près ainsi que les astronomes déterminent l'âge et la masse des étoiles lointaines, et ils se trompent souvent.

Parmi les trésors étincelants de l'Univers primordial capturés par James Webb, certains objets ressemblent à des perles de rubis éparpillées sur du velours noir. Ce sont les « petites points rouges » (LRD) — des sources compactes aux spectres rouges abrupts, abritant des trous noirs supermassifs pouvant atteindre cent millions de masses solaires.

Vers le trou noir le plus proche — une région de l'espace-temps dont la gravité ne laisse même pas échapper la lumière — on envisage d'envoyer une sonde scientifique.

La lumière d'une planète lointaine, décomposée en couleurs, fait soudain un bond à la frontière entre le rouge et l'infrarouge invisible — comme si quelqu'un avait actionné un interrupteur.

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.

Un nuage lumineux dans un télescope ressemble à un lambeau de brume sur le point de se dissiper. Les nébuleuses planétaires sont des enveloppes de gaz éjectées par des étoiles mourantes.

Un pulsar est une étoile morte qui tourne à une vitesse folle et émet des impulsions radio comme un phare. Mais pour PSR J1928+1815, le signal s'éteint parfois pendant 3,6 heures. Quelque chose masque le phare. Une étoile compagne orbite autour du pulsar, et son ombre tombe sur nous.

Depuis près d'un siècle, les astronomes traquent la matière noire, cette armature invisible qui empêche les galaxies de se désagréger. Le premier à en parler fut Fritz Zwicky, puis Vera Rubin en a prouvé l'existence en montrant que les étoiles des confins galactiques se déplacent trop vite.

Pendant un orage, le ciel fonctionne comme une pile géante : la charge électrique s'accumule dans le nuage, et l'éclair la décharge. Cette charge est invisible, mais les particules cosmiques — les muons, qui pleuvent constamment sur la Terre depuis l'espace — la ressentent.

Les astronomes les ont surnommés « petits points rouges » : de lointaines galaxies au centre desquelles se cache un trou noir géant, enveloppé dans une épaisse couche d'hydrogène. Cet emballage n'est pas qu'un camouflage, c'est un véritable canon naturel. Le trou noir aspire la matière, mais en rejette une partie sous forme de jets étroits.

Une nuit, une étoile au bord du ciel a soudain clignoté et est devenue plus brillante pendant quelques jours. Ce n'est pas une explosion stellaire ni un nuage qui est passé : entre elle et la Terre, une planète invisible a défilé. Par sa masse, elle a courbé la lumière de l'étoile lointaine, comme une lentille de lunettes concentre un rayon de soleil.

Grâce à la courbure de l'espace-temps – un effet prédit par Fritz Zwicky, où un amas de galaxies agit comme une loupe – le James Webb a repéré deux points rouges dans une galaxie âgée de 800 millions d'années après le Big Bang.

La planète solitaire KMT-2024-BLG-0816, l'une des nombreuses planètes flottant librement, a été découverte lorsque son attraction a agi comme une loupe pendant quelques heures. En passant devant une étoile lointaine, le corps invisible a courbé l'espace comme une boule de verre, amplifiant la lumière de l'arrière-plan.

Dans les ténèbres de l'espace interstellaire dérivent des millions de planètes vagabondes — des mondes sans attache à aucune étoile. On ne peut presque pas les voir, mais quand un tel vagabond passe devant une étoile lointaine, sa gravité courbe la lumière et crée un instant une loupe cosmique.

Imaginez une étoile qui semble danser une valse avec un partenaire invisible : ses oscillations rythmiques, provoquées par la gravité d'un compagnon, sont enregistrées par les instruments, mais le partenaire lui-même échappe à toute observation.

Des scientifiques ont décrit un nouveau type d'étoile invisible qui se comporte comme une lentille respirante. Cette étoile est composée de bosons ultralégers (des particules pas encore découvertes). Son attraction provoque la courbure de l'espace-temps — c'est cela la lentille, qui se dilate et se contracte rythmiquement, comme si elle respirait.

Le télescope James Webb a recueilli des milliers de spectres de galaxies lointaines — des empreintes colorées de leur lumière. Pour ne pas se noyer dans cette diversité, les astronomes ont confié à un programme le soin de trier les trouvailles.