Nouvelle découverte de la Croix d'Einstein révèle un immense halo de matière noire
Des astronomes utilisant le télescope spatial Hubble ont découvert une nouvelle Croix d'Einstein, un phénomène de lentille gravitationnelle qui expose un halo massif de matière noire entourant une galaxie distante. Cette image quadruple rare d'un quasar offre des preuves fraîches sur l'étendue de la matière noire. La recherche, menée par des scientifiques de l'Instituto de Astrofísica de Canarias en Espagne, paraît dans Nature Astronomy.
La Croix d'Einstein nouvellement identifiée, un exemple frappant de la relativité générale en action, a été repérée grâce à des observations avec le télescope spatial Hubble de la NASA. Nommée en l'honneur de la prédiction d'Albert Einstein sur la déviation de la lumière par la gravité, cette configuration montre un quasar distant apparaissant sous quatre images distinctes en raison de l'attraction gravitationnelle d'une galaxie en avant-plan agissant comme une lentille.
La galaxie lentille, située à un redshift de 0.94, déforme l'espace-temps suffisamment pour multiplier l'image du quasar de fond à un redshift de 1.73. Les chercheurs ont découvert que cette lentille révèle un halo de matière noire autour de la galaxie bien plus grand que prévu—environ sept fois la taille d'un halo typique pour un tel système. « C'est la première fois que nous voyons un halo de matière noire aussi étendu dans une Croix d'Einstein », a déclaré la chercheuse principale Sherry Suyu de l'Instituto de Astrofísica de Canarias.
La découverte s'appuie sur la Croix d'Einstein originale découverte en 1985 dans la constellation de Pégase. Contrairement à celle-là, cette nouvelle variante fournit des données plus claires sur la distribution de la matière noire en raison de son alignement et de la luminosité du quasar. L'équipe a combiné des images Hubble avec une spectroscopie au sol pour cartographier la structure du halo, confirmant que sa masse s'étend bien au-delà des étoiles et du gaz visibles.
La matière noire, qui représente environ 85 % de la matière de l'univers, reste invisible mais influence la gravité à des échelles cosmiques. Cette découverte soutient les modèles où les halos de matière noire enveloppent les galaxies, aidant à leur formation et à leur stabilité. Cependant, la taille inhabituelle du halo soulève des questions sur la façon dont de telles structures évoluent sur des milliards d'années.
L'étude met en lumière le rôle durable de Hubble dans l'exploration de l'univers invisible, même alors que des télescopes plus récents comme le télescope spatial James Webb se préparent à des observations plus profondes. Suyu a noté : « Ces lentilles sont des télescopes naturels, qui agrandissent les objets distants et nous enseignent sur la matière invisible. » La recherche a impliqué une collaboration internationale, y compris des contributions de l'Institut Max Planck pour l'astrophysique.
Bien que les coordonnées exactes de la nouvelle Croix la placent dans le ciel boréal, accessible aux observatoires du monde entier, les implications s'étendent à une cosmologie plus large. Elle souligne que les halos de matière noire peuvent être plus étendus dans certains environnements, affinant potentiellement les simulations de la croissance des galaxies.