Comprendre quelque chose que nous ne pouvons pas voir a été un problème que les astronomes ont surmonté dans le passé. En utilisant la méthode de la lentille gravitationnelle forte - où un amas de galaxies massives agit comme une lentille cosmique grossissante - une équipe internationale d'astronomes a pu étudier pour la première fois l'énergie sombre insaisissable. L'équipe rapporte que lorsqu'ils sont combinés avec des techniques existantes, leurs résultats améliorent considérablement les mesures actuelles de la masse et du contenu énergétique de l'univers.
En utilisant des données prises par le télescope spatial Hubble ainsi que des télescopes au sol, l'équipe a analysé des images de 34 galaxies extrêmement éloignées situées derrière Abell 1689, l'un des plus grands et des plus grands amas de galaxies connus de l'univers.
À travers la lentille gravitationnelle d'Abell 1689, les astronomes, dirigés par Eric Jullo du JPL et Priyamvada Natarajan de l'Université de Yale, ont pu détecter les galaxies de fond lointaines et faibles - dont la lumière était courbée et projetée par l'attraction gravitationnelle massive de l'amas - dans un de la même manière que la lentille d'une loupe déforme l'image d'un objet.
En utilisant cette méthode, ils ont pu réduire l'erreur globale de son paramètre d'équation d'état de 30%, lorsqu'ils étaient combinés avec d'autres méthodes.
La façon dont les images ont été déformées a donné aux astronomes des indices quant à la géométrie de l'espace qui se situe entre la Terre, l'amas et les galaxies lointaines. "Le contenu, la géométrie et le destin de l'univers sont liés, donc si vous pouvez contraindre deux de ces choses, vous apprenez quelque chose sur la troisième", a déclaré Natarajan.
L’équipe a pu réduire de 30% la plage des estimations actuelles concernant l’effet de l’énergie noire sur l’univers, notée par la valeur w. L'équipe a combiné sa nouvelle technique avec d'autres méthodes, notamment en utilisant des supernovae, des amas de galaxies à rayons X et des données de la sonde WMK (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) pour limiter la valeur de w.
"L'énergie sombre est caractérisée par la relation entre sa pression et sa densité: c'est ce qu'on appelle son équation d'état", a déclaré Jullo. «Notre objectif était d'essayer de quantifier cette relation. Il nous apprend les propriétés de l'énergie sombre et comment elle a affecté le développement de l'Univers. »
L'énergie noire représente environ 72% de toute la masse et l'énergie de l'univers et déterminera finalement son sort. Les nouveaux résultats confirment les résultats précédents selon lesquels la nature de l'énergie sombre correspond probablement à un univers plat. Dans ce scénario, l'expansion de l'univers continuera à s'accélérer et l'univers s'étendra pour toujours.
Les astronomes disent que la véritable force de ce nouveau résultat est qu'il conçoit une toute nouvelle façon d'extraire des informations sur l'énergie sombre insaisissable, et qu'il offre de grandes promesses pour de futures applications.
Selon les scientifiques, leur méthode a nécessité plusieurs étapes méticuleuses pour se développer. Ils ont passé plusieurs années à développer des modèles mathématiques spécialisés et des cartes précises de la matière - à la fois sombres et «normales» - qui constituent ensemble le cluster Abell 1689.
Les résultats paraissent dans le numéro du 20 août de la revue Science.
Sources: Université de Yale, Science Express. ESA Hubble.
