Des astronomes internationaux utilisant le télescope spatial Hubble de la NASA/ESA ont effectué une mesure indépendante de la vitesse d'expansion de l'Univers. Le taux d'expansion nouvellement mesuré pour l'Univers local est cohérent avec les découvertes antérieures. Ceux-ci sont, cependant, en désaccord intrigant avec les mesures de l'Univers primitif. Crédit :NASA, ESA, Suyu (Institut Max Planck d'Astrophysique), Auger (Université de Cambridge)
Les astronomes viennent de faire une nouvelle mesure de la constante de Hubble, la vitesse à laquelle l'univers s'étend, et cela ne correspond pas tout à fait à une estimation différente du même nombre. Cette divergence pourrait faire allusion à une "nouvelle physique" au-delà du modèle standard de la cosmologie, selon l'équipe, qui comprend des physiciens de l'Université de Californie, Davis, qui a fait l'observation.
La constante de Hubble permet aux astronomes de mesurer l'échelle et l'âge de l'univers et de mesurer la distance aux objets les plus éloignés que nous pouvons voir, a déclaré Chris Fassnacht, professeur de physique à l'UC Davis et membre de la collaboration internationale H0LiCOW qui a réalisé les travaux.
Dirigé par Sherry Suyu à l'Institut Max Planck d'Astrophysique en Allemagne, l'équipe H0LICOW a utilisé le télescope spatial NASA/ESA Hubble et d'autres télescopes spatiaux et terrestres, dont les télescopes Keck à Hawaï, d'observer trois galaxies et d'arriver à une mesure indépendante de la constante de Hubble. Edouard Rusu, chercheur postdoctoral à l'UC Davis, est le premier auteur de l'un des cinq articles décrivant l'œuvre, doit être publié dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society .
"La constante de Hubble est cruciale pour l'astronomie moderne car elle peut aider à confirmer ou à réfuter si notre image de l'Univers, composée d'énergie noire, matière noire et matière normale - est en fait correct, ou s'il nous manque quelque chose de fondamental, " dit Suyu.
L'énergie noire est une force mystérieuse qui représente environ les trois quarts de l'univers et entraîne l'expansion cosmique. La matière noire représente environ un quart de l'univers et exerce une attraction gravitationnelle sur le visible, matière et lumière "normales".
Lentilles gravitationnelles Bend Light de Quasar
Les astronomes H0LiCOW ont mesuré la constante de Hubble en exploitant des galaxies massives qui agissent comme des "lentilles gravitationnelles, " la lumière courbée d'un objet encore plus éloigné.
Ils ont étudié trois de ces galaxies, dont chacun est la lumière d'un quasar encore plus lointain, un objet cosmique dont la luminosité fluctue de manière aléatoire. Dans chaque cas, la lentille gravitationnelle crée plusieurs images du quasar.
Parce que la masse n'est pas uniformément répartie à travers ces galaxies massives, certaines zones se plient ou ralentissent la lumière plus que d'autres. Ainsi, la lumière du quasar arrivera à des moments légèrement différents en fonction de la route qu'elle emprunte à travers l'objectif, tout comme les chauffeurs qui partent d'une ville à l'autre en même temps, mais voyager par des routes différentes, arrivera à des moments différents. En analysant ce « retard de circulation, " les chercheurs pourraient arriver à un chiffre pour la constante de Hubble.
La contribution de Rusu était de mesurer la distribution de masse le long de la ligne de visée du quasar au télescope. D'autres membres de l'équipe ont mesuré le retard de la lumière, et la distribution de la masse dans la galaxie lentille.
"Ces trois choses nous permettent d'obtenir une mesure précise de la constante de Hubble, " a déclaré Fassnacht.
Indice de nouvelle physique
L'estimation de la constante de Hubble de H0LiCOW, 71,9 ± 2,7 kilomètres par seconde par mégaparsec, est précis à 3,8 pour cent. Le chiffre est en accord étroit avec les mesures d'autres astronomes basées sur des observations de supernovae, ou d'étoiles variables appelées Céphéides. Mais ces estimations sont assez différentes de celles obtenues du télescope spatial Planck, qui mesurait le rayonnement du fond diffus cosmologique.
La mesure de Planck repose sur certaines hypothèses, par exemple que l'univers est plat, dit Fassnacht. Ou, la différence pourrait être une fluctuation statistique qui disparaîtra à mesure que les estimations s'améliorent - ou cela pourrait être quelque chose de plus excitant.
"Si vous voyez toujours quelque chose lorsque les barres d'erreur rétrécissent, c'est peut-être de la nouvelle physique, au-delà du modèle standard de la cosmologie, " a déclaré Fassnacht.
L'équipe H0LiCOW prévoit de réduire ces barres d'erreur en effectuant les mêmes mesures pour un maximum de 100 quasars à lentille, dit Fassnacht.
