gov-civil-vilareal.ptQuand l'Univers n'a aucun sens, regarde une jolie galaxie
>Que faites-vous lorsque vous découvrez qu'il y a quelque chose qui ne va pas dans l'Univers ?
Dans le cas de mon vieil ami et collègue Adam Riess, vous pointez le télescope spatial Hubble sur une magnifique galaxie spirale.
quel âge ont phineas et ferb
Il y a peut-être un peu plus à dire à ce sujet, mais vous savez, si j'utilise l'expression 'magnifique galaxie spirale', je vais vous montrer, eh bien, une magnifique galaxie spirale.
La galaxie spirale NGC 3254, vue par Hubble en 2019. Crédit : ESA/Hubble & NASA, A. Riess et al.; CC BY 4.0
Ouf. Je te l'avais dit.
C'est NGC 3254, une spirale à environ 65 millions d'années-lumière de la Terre. C'est décemment proche des galaxies, donc Hubble en a une vue fantastique; des dizaines de milliers d'étoiles individuelles peuvent être vues sur cette image. Quel est le point.
Voici le problème avec l'Univers : Nous savons qu'il est en expansion, et nous savons que l'expansion s'accélère, augmente avec le temps. Mais de combien pose un problème. Lorsque nous mesurons des objets très éloignés, comme le rayonnement de fond laissé par le Big Bang, nous obtenons un nombre pour ce taux d'expansion, mais lorsque nous regardons de plus près, comme des étoiles explosant dans des galaxies à un milliard ou deux années-lumière, nous obtenons un numéro différent. Les chiffres sont proches, mais la différence est irritante .
Les deux calculs reposent sur une série d'observations complexes qui elles-mêmes sont sensibles à la façon dont nous comprenons ce que nous faisons. Quand il s'agit de celle avec des étoiles en explosion, nous regardons des galaxies qui sont encore assez éloignées, et savoir à quelle distance elles se trouvent est une partie importante du processus. Une façon de le faire est de rechercher le même type de supernovae dans des galaxies beaucoup plus proches de nous où nous avons des moyens indépendants de mesurer leur distance, puis d'extrapoler cela aux étoiles qui explosent plus éloignées.
Image de l'observatoire terrestre Pan-STARRS de la galaxie spirale NGC 3254. Crédit : Aladin/Pan-STARRS
Ce type particulier de supernova, appelé un type Ia , se produit assez souvent dans nos galaxies voisines pour que nous puissions utiliser Hubble pour jeter un œil à la galaxie hôte et y rechercher un type spécial d'étoile appelé Variables des céphéides . Ceux-ci vibrent littéralement, changeant leur luminosité au fil des semaines et des mois. La vitesse à laquelle leur lumière change dépend de leur luminosité réelle, ce qui est la clé de tout. Si nous pouvons mesurer cette pulsation, nous savons à quel point l'étoile est vraiment brillante. Ensuite, nous la comparons à sa luminosité (car plus une étoile est éloignée, plus elle apparaît) et boom : nous avons la distance de cette galaxie.
Adam Riess est l'un des leaders de la communauté astronomique à essayer de comprendre l'accélération universelle, et a un programme sur Hubble pour regarder ces galaxies ; les observer maintes et maintes fois dans le temps permet de trouver ces étoiles variables et d'obtenir leurs périodes.
Et c'est pourquoi Hubble a observé NGC 3254 . En 2019, après avoir voyagé depuis qu'un astéroïde a détruit les dinosaures, la lumière d'une supernova de type Ia a atteint la Terre depuis la galaxie. Appelé SN 2019NP, c'était assez lumineux (pour une supernova à des dizaines de millions d'années-lumière), et vous pouvez facilement la voir sur l'image de Hubble sous la forme d'une étoile bleu vif près du haut de l'image :
La supernova SN 2019NP (centrée) a explosé dans la galaxie NGC 3254, et Hubble a été utilisé pour l'observer ainsi que les étoiles qui l'entourent afin d'évaluer plus précisément sa distance. Crédit: ESA/Hubble & NASA, A. Riess et al.; CC BY 4.0
Wow. Ces images ont été prises en mars 2019, quelques mois après que la supernova a atteint son pic de luminosité et a commencé à faiblir. C'était environ 1/10 000e aussi brillant que l'étoile la plus faible que vous puissiez voir à l'œil nu, mais Hubble est une lunette décente. L'étoile est assez évidente.
Donc, ces observations vont sur la pile de nombreuses autres galaxies observées pour ajouter quelques échelons à ce que nous appelons l'échelle de distance : obtenez la distance aux Céphéides voisines dans la Voie lactée, utilisez-la pour obtenir des distances dans des galaxies plus éloignées, utilisez-la pour calibrer les explosions de supernovae de type Ia dans ces galaxies, utilisez-les pour calibrer des explosions beaucoup plus éloignées, puis utilisez ceux pour comprendre à quelle vitesse l'Univers s'étend.
mao mao : héros de cœur pur
Et c'est pourquoi Hubble a regardé une magnifique galaxie spirale. En fin de compte, le problème ne vient presque certainement pas de l'Univers - il sait généralement ce qu'il fait - mais de nos observations. Regarder NGC 3254 peut aider avec cela.
Bien que, pour être honnête, j'espère plutôt que le problème se révèle être réel. Si ces deux méthodes donnent deux nombres différents parce que l'Univers lui-même se comporte différemment très très loin de nous, ce serait extrêmement cool. Cela signifie plus de choses à comprendre, plus de science amusante ! Espérons que dans quelques années, nous le saurons.
