C'est vendredi alors c'est cadeau! Le télescope spatial Hubble vient de sortir une collection d'image de galaxies dans lesquelles il a observé des explosions supernova. Comment cela sert à mesurer les distances et l'âge de l'Univers et à révéler l'énergie noire? Thread👇
Quand on regarde le ciel, on voit plus ou moins d'étoiles, selon la pollution lumineuse autour de nous. En les regardant, on se dit que ça doit être très loin... mais comment on mesure ces distances? (©ESO/P.Horalek)
Depuis la Terre, on voit le ciel comme une projection e 2D. Imaginez, vous observez une constellation, comme par exemple Orion que l'on voit ici au dessus du ciel de Pennsylvanie. (© J. Gauvreau)
Si on pouvait la voir en 3D, ça ressemblerait à ça. Et pour avoir la 3D, il faut connaître les distances des étoiles!
Comment on mesure les distances des étoiles? On peut compter le nombre de pas pour y aller.. mais c'est long (et compliqué)!
Ou alors on peut utiliser des astuces! Par exemple, Si vous roulez en voiture et regardez par la fenêtre, les choses au bord de la route défilent plus vite que ce qui est au loin.
C'est pareil pour les étoiles vues depuis la Terre qui orbite le soleil. Les étoiles proches bougent par rapport aux étoiles lointaines. On peut mesurer cela (ça s'appelle la parallaxe), et ainsi déterminer la distance des étoiles.
Les étoiles les plus proches bougent donc plus que celles éloignées. Avec cette technique, la sonde @ESAGaia est en train de faire une carte 3D de la Voie Lactée.. avec des mesures pour près de 2 milliards d'étoiles! Publication du catalogue le 13 Juin à @ObsCoteAzur à Nice!
Donc, si vous avez bien suivi, plus les étoiles sont loin, moins elles bougent... et du coup plus ça va être difficile de mesurer leurs distances!!
Pour mesurer les distances d'étoiles plus lointaines, on va prendre des étoiles céphéides, comme par exemple l'étoile polaire, facile à trouver. (J'en parle ici )
Pourquoi les étoiles céphéides sont importantes? Ce sont des étoiles variables, c'est à dire que leur luminosité varie avec le temps. Elles pulsent: leur taille est variable, tout comme leur éclat. Cette variabilité est l'une des bases des mesures de distances dans l'univers!
L'astronome américaine Henrietta Swan Leavitt a montré que la période de pulsation d'une étoile céphéide était proportionnelle à sa brillance. Si on mesure cette période, on connaît la brillance intrinsèque de l'étoile! #ViveLesFemmesEnSciences !
En quoi connaître la brillance intrinsèque de l'étoile est importante? Donnez deux lampes de 50W à deux personnes, et demandez leur de vous éclairer... la lumière la plus brillante sera la plus proche. Connaître l'éclat intrinsèque d'une étoile vous donne sa distance!
En 1929, Edwin Hubble découvre une céphéide dans la nébuleuse d'Andromède... et se rend compte que celle-ci est très éloignée. C'est la découverte des galaxies!
Donc,les céphéides c'est top, mais on ne peut pas les observer à l'autre bout de l'Univers, elles ne sont pas assez brillantes!
C'est là qu'interviennent les supernova de type Ia.
Quand une étoile comme le soleil meurt, elle devient très dense: une naine blanche . On va mettre la masse du soleil dans un volume semblable à celui de la Terre. Une cuillère à café de naine blanche pèserait plusieurs tonne.. c'est dense!!
Et bien, souvent les étoiles vivent en couple, cette naine blanche peut donc avoir un compagnon. C'est plutôt sympa comme vie, jusqu'au moment ou le compagnon commence à mourir.
La naine blanche va alors avaler le gaz de son compagnon... elle en avale tellement qu'elle explose. ©NASA/JPL-Caltech
Une telle explosion est visible de très très loin et on en connaît plus ou moins bien la brillance... cela permet donc de mesurer des distances très loin!
Des observations de telles explosions ont permis de mesurer la vitesse d'expansion de l'Univers.. et de voir que celle ci augmentait. Quelle force fait accélérer cette expansion? Et bien on sait pas, on a appelé ça l'énergie noire. En fait on connaît que 4.9% de l'Univers!
Mais revenons-en aux belles images que le télescope Hubble vient de sortir. Ce sont des galaxies avec à la fois des céphéides et des supernovæ Ia. Cela permet de mieux mesurer les distances dans l'Univers.
C'est un travail très minutieux, compliqué. Bravo d'ailleurs à mon amie @LBreuval qui participe à cette belle aventure!
Ces mesures et la découverte de l'accélération de l'expansion de l'Univers ont conduit à l'attribution du prix Nobel de physique à S. Perlmutter, @cosmicpinot et A. Riess en 2011.
Il ne reste plus qu'à savoir ce qui fait accélérer cette expansion. En voiture, pour accélérer vous utiliser de l'énergie venant de votre réservoir. D'où vient cette énergie noire qui fait accélérer l’expansion e l'Univers, quelle est sa nature? On sait pas mais on réfléchit!
Poke @FlashCordon @astropierre : le serial threader is back ;)
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