{"id":1952,"date":"2025-08-19T09:04:55","date_gmt":"2025-08-19T06:04:55","guid":{"rendered":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/?p=1952"},"modified":"2025-11-20T11:34:32","modified_gmt":"2025-11-20T08:34:32","slug":"le-concept-de-lanneau-deinstein-et-son-lien-avec-la-matiere-noire","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/2025\/08\/19\/le-concept-de-lanneau-deinstein-et-son-lien-avec-la-matiere-noire\/","title":{"rendered":"Le concept de \u00abl’anneau d’Einstein\u00bb et son lien avec la mati\u00e8re noire"},"content":{"rendered":"

Un anneau d’Einstein est un type extr\u00eamement rare d’objet gravitationnellement lenticul\u00e9, pr\u00e9dit pour la premi\u00e8re fois par la th\u00e9orie de la relativit\u00e9 d’Albert Einstein. L’effet de lentille gravitationnelle se produit lorsque l’immense gravit\u00e9 d’un objet massif au premier plan, tel qu’un amas de galaxies ou un trou noir, courbe l’espace-temps autour de lui; la lumi\u00e8re \u00e9mise par des objets plus lointains, tels que des galaxies ou des supernovae, traversant cet espace-temps incurv\u00e9 appara\u00eet \u00e9galement courb\u00e9e depuis notre point de vue terrestre.<\/span><\/p>\n

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Cet effet amplifie \u00e9galement la lumi\u00e8re provenant de l’objet focalis\u00e9, comme une loupe, permettant aux astronomes d’\u00e9tudier les objets lointains avec une pr\u00e9cision accrue. La plupart des objets focalis\u00e9s par la lentille gravitationnelle forment des arcs ou des anneaux partiels autour de l’objet au premier plan. Cependant, un v\u00e9ritable anneau d’Einstein forme un cercle complet autour d’un objet plus proche, ce qui n’est possible que lorsque l’objet lointain, l’objet au premier plan et l’observateur sont parfaitement align\u00e9s.<\/span><\/p>\n

Dans une \u00e9tude publi\u00e9e dans la revue Nature Astronomy, les chercheurs ont d\u00e9couvert un nouvel anneau d’Einstein \u00e9trangement circulaire, appel\u00e9 JWST-ER1, dans le cadre de l’enqu\u00eate COSMOS-Web, une carte d\u00e9taill\u00e9e de plus de 500 000 galaxies obtenue au cours de 200 heures d’observations continues par JWST.<\/span><\/p>\n

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\nL’anneau d’Einstein complet, JWST-ER1, est l’objet \u00e0 lentille gravitationnelle le plus \u00e9loign\u00e9 jamais d\u00e9couvert. NASA\/T\u00e9lescope spatial James Webb\/van Dokkum et al.<\/span><\/em><\/p>\n

JWST-ER1 est compos\u00e9 de deux parties : JWST-ER1g, une galaxie compacte qui agit comme un objet de lentille au premier plan; et JWST-ER1r, la lumi\u00e8re provenant d\u2019une galaxie plus lointaine qui forme un anneau lumineux. JWST-ER1g se trouve \u00e0 environ 17 milliards d\u2019ann\u00e9es-lumi\u00e8re de la Terre, tandis que JWST-ER1r est \u00e0 4 milliards d\u2019ann\u00e9es-lumi\u00e8re de plus. Jusqu\u2019\u00e0 pr\u00e9sent, l\u2019objet de lentille le plus \u00e9loign\u00e9 d\u00e9tect\u00e9 se trouvait \u00e0 environ 14,7 milliards d\u2019ann\u00e9es-lumi\u00e8re, selon BigThink.com. (Alors que l\u2019\u00e2ge de l\u2019univers lui-m\u00eame est estim\u00e9 \u00e0 environ 13,7 milliards d\u2019ann\u00e9es, son expansion constante signifie que la lumi\u00e8re des objets les plus anciens doit parcourir des distances bien plus grandes pour atteindre nos t\u00e9lescopes.)<\/span><\/p>\n

En utilisant l’anneau complet de JWST-ER1, les chercheurs ont calcul\u00e9 la masse de la galaxie lentille en d\u00e9terminant l’ampleur de la d\u00e9formation de l’espace-temps qui l’entoure. Cela a montr\u00e9 que la galaxie poss\u00e8de une masse \u00e9quivalente \u00e0 environ 650 milliards de soleils, ce qui la rend inhabituellement dense pour sa taille. Une partie de cette masse suppl\u00e9mentaire pourrait s’expliquer par la mati\u00e8re noire, cette mati\u00e8re myst\u00e9rieuse et invisible qui constitue environ 85 % de toute la mati\u00e8re de l’univers. Malgr\u00e9 cela, les chercheurs ont calcul\u00e9 qu’il est peu probable qu’il y ait suffisamment d’\u00e9toiles pour expliquer le reste de la masse de la galaxie.<\/span><\/p>\n

\u00abUne masse suppl\u00e9mentaire est n\u00e9cessaire pour expliquer les r\u00e9sultats de la lentille\u00bb, mais on ne sait pas encore clairement quelle est cette masse, \u00e9crivent les chercheurs dans leur article.<\/span><\/p>\n

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\nUn ensemble d’anneaux d’Einstein incomplets et presque parfaits, photographi\u00e9s par le t\u00e9lescope spatial Hubble de la NASA. Pour obtenir un cercle parfait, l’objet d’arri\u00e8re-plan, l’objet de premier plan et l’observateur doivent \u00eatre parfaitement align\u00e9s. NASA<\/span><\/em><\/p>\n

D’autres galaxies tout aussi anciennes et denses ont d\u00e9j\u00e0 \u00e9t\u00e9 d\u00e9couvertes, ce qui sugg\u00e8re que ces anciennes usines \u00e0 \u00e9toiles ont un point commun qui les rend si massives. Une explication possible est que ces galaxies contiennent beaucoup plus de mati\u00e8re noire qu’on ne le pensait auparavant, tandis qu’une autre th\u00e9orie sugg\u00e8re qu’elles pourraient abriter davantage d’\u00e9toiles de faible masse que les galaxies plus jeunes. Des recherches suppl\u00e9mentaires sont toutefois n\u00e9cessaires pour le savoir.<\/span><\/p>\n

Ce n’est pas le premier v\u00e9ritable anneau d’Einstein d\u00e9couvert par le JWST. En septembre 2022, un utilisateur de Reddit a d\u00e9couvert un anneau de lumi\u00e8re parfaitement circulaire provenant de la galaxie JO418, situ\u00e9e \u00e0 environ 12 milliards d’ann\u00e9es-lumi\u00e8re de la Terre, projet\u00e9 autour d’une galaxie plus proche. Le JWST a \u00e9galement utilis\u00e9 la lentille gravitationnelle pour capturer l’\u00e9toile la plus lointaine jamais d\u00e9couverte et l’une des plus anciennes galaxies de l’univers.<\/span><\/p>\n

Ce halo \u00e9poustouflant r\u00e9sulte de la lumi\u00e8re d’une galaxie lointaine traversant l’espace-temps d\u00e9form\u00e9 entourant une autre galaxie, align\u00e9e entre la source lumineuse lointaine et la Terre.<\/span><\/strong><\/span>\u00a0Cette image du t\u00e9lescope spatial James Webb de 2022, cr\u00e9\u00e9e par un astronome passionn\u00e9 sur Reddit, est l’un des meilleurs exemples jamais captur\u00e9s de ce ph\u00e9nom\u00e8ne astronomique inhabituel.<\/span><\/p>\n

L’anneau lumineux de la nouvelle image provient de la galaxie lointaine SPT-S J041839-4751.8 (ou JO418), situ\u00e9e \u00e0 environ 12 milliards d’ann\u00e9es-lumi\u00e8re de la Terre, ce qui en fait l’une des plus anciennes galaxies de l’univers. JO418 est orient\u00e9e directement derri\u00e8re une autre galaxie \u2013 la brillante lumi\u00e8re bleue au centre de l’anneau \u2013 si massive que son attraction gravitationnelle courbe l’espace-temps autour d’elle. Lorsque la lumi\u00e8re de JO418 atteint la galaxie au premier plan, elle traverse cet espace-temps courbe. Depuis la Terre, la lumi\u00e8re semble avoir contourn\u00e9 la galaxie, mais les ondes \u00e9lectromagn\u00e9tiques que nous observons ont en r\u00e9alit\u00e9 voyag\u00e9 en ligne droite tout au long de ce trajet.<\/span><\/p>\n

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\nGros plan de l’anneau d’Einstein JO418. Spaceguy44<\/span><\/em><\/p>\n

Cet effet \u00e9trange est similaire \u00e0 la fa\u00e7on dont les lentilles de verre redirigent la lumi\u00e8re. \u00c0 l’instar des loupes, ce ph\u00e9nom\u00e8ne fait appara\u00eetre la lumi\u00e8re des galaxies lointaines beaucoup plus proche qu’elle ne l’est en r\u00e9alit\u00e9. La seule diff\u00e9rence est que la lentille est constitu\u00e9e d’un espace-temps d\u00e9form\u00e9 par la gravit\u00e9 plut\u00f4t que de verre. C’est pourquoi les chercheurs appellent cet effet \u00e9trange \u00ablentille gravitationnelle\u00bb. Albert Einstein a pr\u00e9dit la lentille gravitationnelle pour la premi\u00e8re fois en 1912, lorsqu’il a \u00e9labor\u00e9 sa th\u00e9orie de la relativit\u00e9.<\/span><\/p>\n

Le 23 ao\u00fbt, Spaceguy44, utilisateur de Reddit et \u00e9tudiant dipl\u00f4m\u00e9 en astronomie, a publi\u00e9 une image de l’anneau d’Einstein JOS18 sur le subreddit r\/Astronomy. L’astronome anonyme a cr\u00e9\u00e9 cette image \u00e0 partir de donn\u00e9es publiques provenant de l’instrument MIRI (Mid-Infrared Imager) du t\u00e9lescope spatial James Webb.<\/span><\/p>\n

\u00abNous ne pourrions pas voir J0418 sans la courbure de la gravit\u00e9\u00bb, a \u00e9crit Spaceguy44 sur Reddit. \u00abSans l’effet de lentille, la galaxie ressemblerait probablement \u00e0 la plupart des galaxies lointaines : une petite goutte de lumi\u00e8re.\u00bb<\/span><\/p>\n

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\nUn anneau d’Einstein presque parfait de la galaxie JO418. Spaceguy44<\/span><\/em><\/p>\n

En 2020, des chercheurs ont d\u00e9couvert une galaxie lointaine en d\u00e9tectant une lentille gravitationnelle partielle \u00e0 l’aide de l’Atacama Large Millimeter\/submillimeter Array (ALMA) au Chili; ils ont rapport\u00e9 leur d\u00e9couverte dans un article publi\u00e9 cette ann\u00e9e-l\u00e0 dans la revue Nature.<\/span><\/p>\n

Le 13 ao\u00fbt, Spaceguy44 a publi\u00e9 une image de JO418 utilisant des donn\u00e9es collect\u00e9es par l’instrument NIRCam de Webb, mais l’image originale avait une r\u00e9solution beaucoup plus faible et l’anneau de lumi\u00e8re \u00e9tait moins visible, selon ScienceAlert.<\/span><\/p>\n\n

Le t\u00e9lescope spatial Hubble de la NASA a captur\u00e9 des images de plusieurs autres anneaux d’Einstein, dont un form\u00e9 par la lumi\u00e8re courb\u00e9e d’un quasar. Cependant, aucun de ces anneaux n’\u00e9tait aussi complet ni aussi net que celui de l’image Reddit.<\/span><\/p>\n

Les anneaux d’Einstein parfaitement ronds sont extr\u00eamement rares, car ils n\u00e9cessitent que les galaxies, lointaines et proches, soient parfaitement align\u00e9es avec l’observateur. Cependant, de meilleurs capteurs sur le t\u00e9lescope Webb devraient faciliter leur d\u00e9tection \u00e0 l’avenir.<\/span><\/p>\n

Une nouvelle analyse d\u2019une galaxie inhabituellement massive mais compacte de l\u2019Univers primitif montre que la mati\u00e8re noire interagit avec elle-m\u00eame.<\/span><\/strong><\/span><\/p>\n

Form\u00e9 seulement 3,4 milliards d’ann\u00e9es apr\u00e8s le Big Bang, JWST-ER1 a \u00e9t\u00e9 d\u00e9couvert pour la premi\u00e8re fois en octobre 2023 gr\u00e2ce \u00e0 des images prises par le t\u00e9lescope spatial James Webb (JWST) de la NASA. Situ\u00e9 \u00e0 plus de 17 milliards d’ann\u00e9es-lumi\u00e8re de la Terre, JWST-ER1g est l’exemple le plus \u00e9loign\u00e9 d’un \u00abanneau d’Einstein\u00bb parfait: un cercle de lumi\u00e8re continu autour d’une galaxie, cr\u00e9\u00e9 par la courbure de la lumi\u00e8re provenant d’une galaxie lointaine et invisible, due \u00e0 la masse d\u00e9formante de JWST-ER1. Les recherches ont \u00e9t\u00e9 publi\u00e9es en ligne le 11 avril 2024 dans The Astrophysical Journal Letters.<\/span><\/p>\n

Le mirage cosmique n’est pas seulement un joli spectacle cr\u00e9\u00e9 par l’alignement heureux des galaxies; il fournit \u00e9galement aux physiciens une sonde pr\u00e9cieuse pour des mesures ind\u00e9pendantes du mod\u00e8le de la masse contenue dans le rayon de l’anneau.<\/span><\/p>\n

En calculant la quantit\u00e9 de d\u00e9formation de l’espace-temps par JWST-ER1g, l’\u00e9quipe a conclu que la galaxie p\u00e8se environ 650 milliards de soleils, ce qui la rend inhabituellement dense pour sa taille. En soustrayant la masse stellaire visible de la masse totale estim\u00e9e, les physiciens peuvent d\u00e9terminer la proportion de mati\u00e8re noire dans la galaxie, cette substance invisible qui repr\u00e9senterait plus de 80 % de toute la mati\u00e8re de l’univers.<\/span><\/p>\n

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\nLa galaxie inhabituellement dense JWST-ER1 et son anneau d’Einstein, tels qu’imag\u00e9s par le t\u00e9lescope spatial James Webb en 2023. P. van Dokkum et al.<\/span><\/em><\/p>\n

Malgr\u00e9 des d\u00e9cennies d’observations et une multitude de preuves indirectes, cette substance insaisissable n’a pas encore \u00e9t\u00e9 d\u00e9tect\u00e9e directement. Dans JWST-ER1g, l’\u00e9quipe a d\u00e9couvert que la mati\u00e8re noire explique environ la moiti\u00e9 de la diff\u00e9rence de masse, et qu’\u00abune masse suppl\u00e9mentaire est probablement n\u00e9cessaire pour expliquer l’effet de lentille\u00bb, selon une \u00e9tude publi\u00e9e en 2023.<\/span><\/p>\n

\u00abLa valeur de la masse de mati\u00e8re noire semble plus \u00e9lev\u00e9e que pr\u00e9vu\u00bb, a d\u00e9clar\u00e9 Hai-Bo Yu, professeur de physique et d’astronomie \u00e0 l’Universit\u00e9 de Californie \u00e0 Riverside (UCR) et co-auteur de la nouvelle \u00e9tude. \u00abC’est d\u00e9routant.\u00bb<\/span><\/p>\n

Dans leur article, Yu et ses coll\u00e8gues sugg\u00e8rent que la densit\u00e9 inhabituellement \u00e9lev\u00e9e de JWST-ER1g pourrait s’expliquer par une population d’\u00e9toiles plus importante qu’on ne le pense actuellement. Cependant, comme l’a soulign\u00e9 Demao Kong, auteur principal de l’\u00e9tude et de l’Universit\u00e9 de Californie \u00e0 Riverside, dans le m\u00eame communiqu\u00e9, le m\u00e9canisme de compression par lequel la mati\u00e8re ordinaire \u2013 la mati\u00e8re qui compose le gaz et les \u00e9toiles \u2013 \u00abs’effondre et se condense\u00bb dans le halo de mati\u00e8re noire de JWST-ER1g pourrait entra\u00eener \u00abun empilement accru de mati\u00e8re noire dans le m\u00eame volume, d’o\u00f9 une densit\u00e9 plus \u00e9lev\u00e9e\u00bb.<\/span><\/p>\n

Le halo de mati\u00e8re noire, plus dense au centre de la galaxie, agit comme une colle gravitationnelle qui emp\u00eache les galaxies en rotation de se s\u00e9parer. De plus, les mod\u00e8les incluant un certain type de mati\u00e8re noire, dont les particules interagissent entre elles, \u00abcorrespondent parfaitement aux mesures de JWST-ER1\u00bb, selon la nouvelle \u00e9tude.<\/span><\/p>\n

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\nAssemblage des miroirs du t\u00e9lescope spatial James Webb. NASA\/MSFC\/David Higginbotham\/Emmett<\/span><\/em><\/p>\n

Nous ne savons pas encore ce qu’est r\u00e9ellement la mati\u00e8re noire. Des observations sugg\u00e8rent qu’il s’agit d’un nouveau type de particule, dont l’existence ne peut \u00eatre d\u00e9duite que de ses interactions gravitationnelles avec la mati\u00e8re ordinaire. La mati\u00e8re noire pourrait n’\u00eatre qu’un seul type de particule, ou un ensemble complexe de diff\u00e9rents types, comme dans la mati\u00e8re ordinaire, qui pourraient agir en pr\u00e9sence de forces suppl\u00e9mentaires, jusqu’alors inconnues, propres \u00e0 la mati\u00e8re noire.<\/span><\/p>\n

En d\u00e9cembre 2023, Yu a dirig\u00e9 une simulation de la formation de structures impliquant de la mati\u00e8re noire auto-interagissante, concluant que de telles auto-interactions pourraient expliquer les halos de mati\u00e8re noire extr\u00eamement denses dans certaines galaxies, ainsi que les densit\u00e9s myst\u00e9rieusement faibles dans d’autres, qui ne sont pas expliqu\u00e9es par la th\u00e9orie dominante de la \u00abmati\u00e8re noire froide\u00bb.<\/span><\/p>\n

Les physiciens esp\u00e8rent que le JWST permettra d’apporter davantage de lumi\u00e8re sur la mati\u00e8re noire, pour ainsi dire. Les capacit\u00e9s infrarouges sans pr\u00e9c\u00e9dent du t\u00e9lescope lui permettent de scruter le pass\u00e9 plus loin que tout autre t\u00e9lescope, et les prochaines \u00e9tudes des galaxies de l’univers primitif pourraient fournir des indices sur les particules de mati\u00e8re noire et leur comportement, a d\u00e9clar\u00e9 Yu.<\/span><\/p>\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Un anneau d’Einstein est un type extr\u00eamement rare d’objet gravitationnellement lenticul\u00e9, pr\u00e9dit pour la premi\u00e8re fois par la th\u00e9orie de la relativit\u00e9 d’Albert Einstein. L’effet de lentille gravitationnelle se produit lorsque l’immense gravit\u00e9 d’un objet massif au premier plan, tel qu’un amas de galaxies ou un trou noir, courbe l’espace-temps autour de lui; la lumi\u00e8re \u00e9mise par des objets plus lointains, tels que des galaxies ou des supernovae, traversant cet espace-temps incurv\u00e9 appara\u00eet \u00e9galement courb\u00e9e depuis notre point de vue terrestre.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":1953,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[40,536],"tags":[909,910,652,305],"class_list":{"0":"post-1952","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-kosmos","8":"category-dalnii","9":"tag-anneau-deinstein","10":"tag-courbure-de-lespace-temps","11":"tag-gravite","12":"tag-matiere-noire"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1952","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1952"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1952\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1954,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1952\/revisions\/1954"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1953"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1952"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1952"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1952"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}