observatoire Vera Rubin

Le ciel nocturne ressemble à un océan : plus on scrute, plus on distingue de faibles lueurs dans les profondeurs. C'est en observant les confins de la Voie lactée que des astronomes ont découvert Aquarius IV, un minuscule système stellaire qui se cachait jusqu'alors dans l'obscurité.

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.

Dans un champ de la taille d'un grain de sable tenu à bout de bras se cachent des centaines de galaxies, étirées en arcs par l'amas massif Abell S1063.

Deux étoiles mortes tournoient dans une dernière danse. Leur rapprochement engendre des ondulations dans l'espace — les ondes gravitationnelles. Mais un troisième partenaire invisible peut se joindre à cette danse. Son attraction accélère la paire, et le signal change alors légèrement de ton — comme la sirène d'une voiture qui passe.

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.

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 théorie de la gravité d'Einstein explique comment la masse courbe l'espace et le temps. Sa validité a été testée près de la Terre, mais les tests les plus extrêmes sont possibles à proximité des trous noirs, où les distorsions atteignent leur paroxysme.

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.

Les détecteurs de matière noire classiques ressemblent à un gardien de but qui attend un tir puissant alors que le ballon roule à peine. Les particules invisibles qui remplissent notre Galaxie se déplacent souvent trop lentement pour être repérées par les capteurs sensibles.

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.

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.

Au centre de notre Galaxie se trouve un trou noir supermassif autour duquel gravitent des étoiles. Leur mouvement évoque une ronde : certaines filent sur des orbites allongées, d'autres sur des orbites presque circulaires.

Pendant six ans, le télescope HARPS-N, sur l'île de La Palma, a observé le Soleil comme s'il s'agissait d'une étoile lointaine : il a enregistré des spectres, suivi la luminosité, noté chaque frémissement des raies spectrales. Tout cela pour comprendre comment distinguer le faible balancement d'une étoile du véritable signal d'une planète.

Au fond des cratères lunaires où le Soleil ne regarde jamais, règne un froid éternel — environ moins 240 degrés Celsius. Dans ces poches de glace, appelées régions en permanence à l'ombre, on envisage d'installer un résonateur à miroirs en silicium monolithique.

Du plomb antique, resté deux mille ans au fond de la mer, est devenu le cœur d'un détecteur qui traque la substance la plus insaisissable de l'Univers. On en a fait croître un cristal transparent de tungstate de plomb de 13 grammes, refroidi presque au zéro absolu.

Lorsqu'une étoile massive épuise son carburant, elle s'effondre sur elle-même et explose en supernova. Un instant avant la catastrophe, des neutrinos s'échappent du noyau – des particules fantômes.

Lorsque la lumière d'une galaxie lointaine voyage vers nous, la matière noire sur son chemin courbe légèrement les rayons, comme un verre irrégulier. Les astronomes mesurent ces distorsions pour comprendre où se cache la masse invisible.

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.

Une rivière d'étoiles — non pas un amas, mais une véritable bande lumineuse allongée — traverse la périphérie d'une galaxie lointaine. Un tel courant a été découvert dans les données du premier relevé de l'observatoire Vera Rubin.

La matière noire est la fondation invisible de l'Univers. Vera Rubin en a prouvé l'existence grâce au mouvement des étoiles, mais les particules n'ont toujours pas été attrapées.

Dès le XVIIIe siècle, William Herschel cherchait la vie sur Mars. Aujourd'hui, les astronomes ne visent plus les planètes mais les artefacts — par exemple, des sondes extraterrestres cachées dans le système solaire. Le problème : repérer un objet minuscule à côté du Soleil éblouissant est presque impossible.

Au cœur de nombreuses galaxies brille une balise invisible — un trou noir supermassif. Lorsqu'il absorbe de la matière, il projette dans l'espace un faisceau éblouissant de rayons gamma. Si ce faisceau pointe vers la Terre, les astronomes voient un blazar — un point brillant mais capricieux.

Un ver luisant scintille pendant un dix-milliardième de seconde quelque part au-dessus de la taïga sibérienne. Impossible à voir à l'œil nu, mais l'installation TAIGA-HiSCORE, disséminée dans la vallée du district de Tounka en Bouriatie, a tenté de capturer exactement ce genre d'éclairs — non pas d'insectes, mais des profondeurs du cosmos.