Le James Webb a capturé un Anneau d’Einstein quasiment parfait

Le James Webb Space Telescope s’est récemment illustré avec une nouvelle image remarquable ; il a surpris impressionnante d’une galaxie dont la lueur a mis 12 milliards d’années à nous parvenir. Ce qui la rend intéressante, c’est qu’elle nous apparaît sous une forme assez particulière, à savoir un anneau d’Einstein quasiment parfait.

Ce n’est pas la première fois que cette galaxie, baptisée SPT-S J041839-4751.8, a été photographiée. Le vénérable Hubble et même le Webb lui ont déjà tiré le portrait à plusieurs reprises. Mais récemment, le JWST s’est repenché dessus pour l’ausculter avec un autre instrument, à savoir son Mid-Infrared Instrument (MIRI).

D’après ScienceAlert, les données brutes ont depuis été publiées sur le portail MAST. Elles ont ensuite été récupérées par Spaceguy44, un pensionnaire de la plateforme Reddit qui se trouve aussi être un doctorant en astronomie. Il a compilé ces éléments pour produire une belle image composite repérée par ScienceAlert; elle met en évidence la particularité la plus marquante de ce petit coin de ciel, à savoir ce fameux anneau d’Einstein.

C’est quoi, un anneau d’Einstein ?

Au milieu de l’image, on distingue une source de lumière qui semble comme enfermée au milieu d’un étrange halo circulaire. Il s’agit en fait de deux galaxies bien distinctes et très éloignées l’une de l’autre.

Le point bleu au centre de cette structure correspond à la galaxie la plus proche de nous. La seconde est située loin derrière, mais exactement sur le même axe — un peu comme la Lune et le Soleil lors d’une éclipse totale, mais à une distance bien supérieure.

On pourrait donc s’attendre à ce que la deuxième, à savoir SPT-S J041839-4751.8, soit complètement cachée par la première. Pourtant, elle est bien visible ; elle apparaît même sous la forme d’un cercle presque parfait. Et pour comprendre l’origine de ce phénomène, il faut se pencher rapidement sur la relativité générale formalisée par Einstein — d’où son nom.

Cette théorie stipule que les objets génèrent une influence gravitationnelle proportionnelle à leur masse. Dans le cas d’objets extrêmement massifs comme des galaxies, cela génère une déformation importante l’espace-temps au voisinage du corps céleste en question.

Et lorsque la lumière passe dans ce périmètre, sa trajectoire est déviée de façon à suivre la courbure de l’espace-temps. Un constat qui a donné du grain à moudre à Einstein ; dans ses travaux qui ont ouvert la voie à la relativité générale, on retrouve en effet une mention à une « lentille gravitationnelle ».

Une “lentille” à l’échelle galactique

En optique, une lentille est un dispositif transparent dont les surfaces présentent une courbure soigneusement calibrée. Elles permettent de manipuler la trajectoire des rayons lumineux avec une grande précision grâce au phénomène de réfraction.

Fonctionnellement parlant, les lentilles gravitationnelles sont assez similaires aux lentilles physiques ; même si elles font appel à des principes physiques différents, les astronomes peuvent aussi s’en servir pour observer des objets autrement invisibles avec un bon niveau de précision. C’est à cause de ce phénomène que SPT-S J041839-4751.8 nous apparaît comme un cercle bien visible et aussi bien défini.

À noter que ce terme doit être pris avec des pincettes à cause d’une différence très importante ; contrairement à une lentille standard, une lentille gravitationnelle n’a pas de point focal, mais un axe focal. Cela signifie que la distance entre le télescope, la « lentille » et l’objet à observer n’a pas d’importance dans ce cas.

Mais cela reste tout de même une observation très rare, et pour cause ; il faut quand même que les trois objets soient parfaitement alignés, ce qui est assez improbable compte tenu des distances en jeu. Einstein estimait lui-même qu’il serait impossible de s’approcher suffisamment de la ligne centrale, et que nous n’aurions probablement jamais d’instrument à la résolution suffisante pour les observer… mais le JWST en a décidé autrement !

Et sans cet effet de lentille gravitationnelle, SPT-S J041839-4751.8. serait probablement impossible à distinguer ; dans le meilleur des cas, elle prendrait la forme d’un minuscule point lumineux dont il serait difficile d’extraire la moindre donnée significative.

Quoi qu’il en soit, c’est une nouvelle image qui vient garnir le tableau de chasse déjà bien garni du JWST. Et vu les contributions exceptionnelles dont cette merveille d’ingénierie nous a déjà gratifiés en quelques mois à peine, il est tout à fait possible que les observations d’anneaux d’Einstein deviennent plus fréquentes à l’avenir.

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