Deux galaxies massives font effet de lentille gravitationnelle pour un quasar.

Mi-août 2021, l’Agence spatiale européenne (ESA) a publié une image aussi belle qu’hypnotisante. Au milieu d’un ensemble de galaxies de l’espace profond, on y voit, au centre, la vive lumière émise par deux points, entourée d’un anneau très distinct d’où ressortent quatre points lumineux.

Mais qu’est-ce que vous regardez précisément sur cette image ? Six galaxies ? Pas du tout.

Anneau d’Einstein généré par la lumière du quasar 2M1310-1714 croisant la route de deux galaxies massives. // Source : ESA

« Les apparences peuvent toutefois être trompeuses, car cette formation n’est pas composée de six galaxies individuelles », prévient l’ESA. Vous observez en réalité une « paire de galaxies et un quasar lointain ». Il y a donc trois « objets » astronomiques sur cette image.

Cette configuration particulière génère un phénomène rare : un anneau d’Einstein, expression désignant en fait un mirage de type gravitationnel.

Lentille gravitationnelle

Tout au fond, derrière les deux galaxies et bien plus éloignée de nous qu’elles, il y a un quasar émettant sa propre lumière très énergétique. Mais, regardée par Hubble, la trajectoire de cette lumière croise le chemin de deux galaxies proches, massives. Ces dernières fonctionnent alors comme une lentille — et plus précisément comme une lentille gravitationnelle. La trajectoire originellement rectiligne de la lumière émise par le quasar est déformée, courbée. Cette déformation fait prendre la forme d’un anneau à la source lumineuse.

« L’effet de lentille gravitationnelle se produit lorsqu’un objet céleste possédant une énorme masse — comme une paire de galaxies — déforme le tissu de l’espace de telle sorte que la lumière provenant d’un objet lointain et traversant cet espace est courbée et suffisamment amplifiée pour que les humains, ici sur Terre, puissent observer plusieurs images agrandies de la source lointaine », détaille l’ESA.

L’arc de cercle que vous voyez autour des deux galaxies est donc le quasar, et une partie de sa lumière est également retranscrite au centre de l’ensemble, ce qui rend les deux points lumineux des galaxies encore plus lumineux à nos yeux.

Ce phénomène rare a été nommé en l’honneur d’Einstein car les lentilles gravitationnelles ont pu être comprises à partir de la théorie de la relativité. Ce n’est pas la première fois qu’un tel anneau est photographié, bien que celui soit particulièrement superbe. Quelques autres exemples photographiés aussi par Hubble :

Anneaux d’Einstein. // Source : ESA/Hubble.

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