Une rare « croix d'Einstein » déforme la lumière de l'un des objets les plus brillants de l'univers dans cette image époustouflante

Einstein avait prédit l’existence de ces croisements en 1915. Aujourd’hui, ils sont utilisés pour étudier les galaxies lointaines.

Les astronomes ont découvert un exemple rare et étonnant de « croix d’Einstein » divisant et grossissant la lumière provenant des profondeurs de l’univers.

Sur l'image, une galaxie elliptique au premier plan, située à environ 6 milliards d'années-lumière de la Terre, a déformé et quadriséqué un faisceau de lumière brillant provenant d'une galaxie d'arrière-plan située à environ 11 milliards d'années-lumière de notre planète.

Le motif résultant, prédit pour la première fois par Albert Einstein en 1915, montre quatre taches de lumière bleue auréolées autour de l'orange de la galaxie au premier plan – un arrangement rare que les astronomes étudieront pour mieux comprendre l'univers.

En rapport:Les distorsions dans l'espace-temps pourraient mettre la théorie de la relativité d'Einstein à l'épreuve ultime

La lumière de fond provient probablement d’un quasar, une jeune galaxie dont le trou noir supermassif en son cœur engloutit d’énormes quantités de matière et émet suffisamment de rayonnement pour briller plus de mille milliards de fois plus intensément que les étoiles les plus brillantes.

La théorie de la relativité générale d'Einstein décrit la façon dont les objets massifs déforment la structure de l'univers, appelée espace-temps. La gravité, a découvert Einstein, n'est pas produite par une force invisible ; il s'agit plutôt simplement de notre expérience de la courbure et de la distorsion de l'espace-temps en présence de matière et d'énergie.

Cet espace incurvé, à son tour, fixe les règles de déplacement de l’énergie et de la matière. Même si la lumière se déplace en ligne droite, la lumière se déplaçant à travers une région très incurvée de l’espace-temps, comme l’espace autour d’énormes galaxies, se déplace également selon une courbe – se courbant autour de la galaxie et s’étalant en un halo.

L'apparence de ce halo dépend de la force de gravité de la galaxie et de la perspective de l'observateur. Dans ce cas, la Terre, la galaxie lentille et le quasar se sont alignés pour reproduire parfaitement la lumière du quasar, en les disposant le long d'un soi-disant anneau d'Einstein.

— Quelque chose ne va pas avec la théorie de la gravité d'Einstein

— Da Vinci a compris l'aspect clé de la gravité des siècles avant Einstein, révèlent des croquis perdus

—Les trous noirs sont-ils des trous de ver ?

La lentille a été découverte en 2021 par l’instrument spectroscopique de l’énergie noire, fixé au télescope de l’observatoire national de Kitt Peak en Arizona. Après la découverte de la lentille, les astronomes ont effectué des analyses de suivi avec l'explorateur spectroscopique multi-unités du Very Large Telescope au Chili et ont confirmé qu'ils avaient découvert une croix d'Einstein.

Les astronomes ont identifié des centaines d'anneaux d'Einstein, et ils ne sont pas recherchés uniquement pour les jolies images qu'ils réalisent. Alors que les anneaux s’efforcent d’amplifier la lumière qu’ils courbent, la reconstruction des traînées de lumière dans leurs formes originales pré-courbées peut améliorer les détails que les astronomes peuvent repérer dans des galaxies très lointaines.

De plus, comme la mesure dans laquelle la lumière se courbe dépend de la force du champ gravitationnel de l'objet qui la courbe, les anneaux d'Einstein peuvent agir comme une échelle cosmique pour mesurer la masse des galaxies et des trous noirs. L’étude de la lumière lointaine qui se déforme autour de ces anneaux peut même aider les scientifiques à apercevoir des objets qui autrement seraient trop sombres pour être vus seuls, comme des trous noirs ou des exoplanètes errantes.

La recherche a été acceptée pour publication dans The Astrophysical Journal Letters et est disponible sur la base de données de préimpression arXiv.

Restez informé des dernières actualités scientifiques en vous inscrivant à notre newsletter Essentials.

Ben Turner est un rédacteur basé au Royaume-Uni chez Live Science. Il couvre la physique et l'astronomie, entre autres sujets comme la technologie et le changement climatique. Il est diplômé de l'University College London avec un diplôme en physique des particules avant de suivre une formation de journaliste. Lorsqu'il n'écrit pas, Ben aime lire de la littérature, jouer de la guitare et s'embarrasser avec les échecs.

Da Vinci a compris un aspect clé de la gravité des siècles avant Einstein, révèlent des croquis perdus