La lentille gravitationnelle - un phénomène qui découle de la théorie d'Einstein de la relativité générale - a été observée à plusieurs reprises, ce qui donne des images fantastiques d'anneaux, d'arcs et de croix composés de galaxies massives à des années-lumière. Comme la lumière d'un objet d'arrière-plan est courbée par gravité autour d'un objet de premier plan, de multiples images agrandies de l'objet d'arrière-plan sont produites à partir de notre point de vue.
Pour la première fois, un quasar (objet quasi-stellaire) a été montré pour cristalliser gravitationnellement une galaxie derrière lui. Une centaine d'exemples de lentilles gravitationnelles constituées d'une galaxie de premier plan et d'un quasar d'arrière-plan ont été trouvés, mais c'est la toute première fois que le contraire se produit; c'est-à-dire, un quasar courbant la lumière d'une galaxie d'arrière-plan pour créer une image multiple de cette galaxie.
On pense que les quasars sont le résultat d'un trou noir supermassif au centre d'une galaxie tentant d'avaler toute la matière qui l'entoure. Au fur et à mesure que la matière se rapproche du trou noir, elle se réchauffe en raison de la friction et commence à émettre de la lumière à travers le spectre électromagnétique. La lumière d'un quasar peut éclipser toute une galaxie d'étoiles, ce qui rend difficile de séparer la lumière d'une galaxie d'arrière-plan de l'éclat irrésistible du quasar lui-même.
Pour effectuer cette détection initiale (il y en a sûrement beaucoup à suivre), les astronomes du Laboratoire d'astrophysique de l'EPFL en coopération avec Caltech ont utilisé les données du Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Ils ont analysé 22 298 quasars du catalogue SDSS Data Release 7 et recherché des images présentant un spectre d'émission fortement décalé vers le rouge. Selon le papier annonçant les résultats, "Dans ces spectres, nous recherchons des raies d'émission décalées vers le rouge au-delà du décalage vers le rouge du [quasar]."
En d'autres termes, un quasar qui cristallise une galaxie en arrière-plan présentera un décalage vers le rouge plus élevé que celui qui ne cristallise pas une galaxie d'arrière-plan, car la lumière de la galaxie et le quasar sont combinés dans les données SDSS. Ainsi, les quasars qui avaient un décalage vers le rouge attendu ont été rejetés, et une analyse statistique des quasars avec des raies d'émission qui pourraient imiter une lentille gravitationnelle a éliminé beaucoup plus d'objets. Cela a laissé environ 14 objets sur les 22 298 analysés comme candidats potentiels. Parmi ces 14, l'équipe en a sélectionné un pour effectuer des observations de suivi, nommé SDSS J0013 + 1523.
SDSS J0013 + 1523 se trouve à environ 1,6 milliard d'années-lumière de distance, et projette une lentille sur une galaxie à environ 7,5 milliards d'années-lumière de la Terre. À l'aide du télescope Keck II, ils ont pu confirmer que le SDSS J0013 + 1523 braquait effectivement la lumière d'une galaxie située derrière lui. Des images Hubble de la découverte sont en préparation.
Voici une vidéo réalisée par l'EPFL décrivant les résultats.
Ce qui est significatif à propos de cette découverte - en plus de l'aspect nouveau d'un quasar agissant comme une lentille - c'est qu'elle permettra aux chercheurs de mieux affiner leur compréhension des quasars. Lorsque la lumière est courbée autour d'un objet, elle se courbe à cause de la gravité et la gravité est le résultat de la masse. Ainsi, quelque chose qui est très massif agira comme une lentille plus forte que quelque chose qui est minuscule, et la masse de l'objet effectuant tout le travail de lentille - dans ce cas, le quasar de premier plan - peut être déterminée.
Leurs résultats ont été publiés dans une lettre Astronomie et astrophysique le 16 juillet. Le document original est disponible pour votre lecture ici.
Source: Eurekalert ici et ici, papier Arxiv ici
