Les Mirages gravitationnelles

Les Mirages gravitationnelles 

Les mirages gravitationnels  intéressent au plus haut point les astronomes. Ceux-ci peuvent déformer, doubler, ou quintupler la lumière que nous recevons des objets les plus lointains de l'univers.

- Si vous êtes observateur, vous avez sûrement remarqué que sur les clichés à grande échelle on peut apercevoir de fins arcs de cercles sur l'image. Ce sont eux les mirages gravitationnels. 

Un peu d'histoire

L'astronome Fritz Zwicky prédit en 1937 que des mirages telles que ceux-ci pouvaient exister même si ils n'avaient encore jamais été observés. Cette spéculation est fondée sur la théorie de la relativité générale d'Einstein énoncée en 1916.  

Il faudra toutefois attendre 1979 pour que le premier mirage gravitationnel soit découvert. C'est en étudiant une photographie prise en 1950 qu'on se rendit compte que ce qu'on avait interprété jusqu'alors comme deux quasars proches était en fait un seul et même quasar. Ces deux objets avaient la même courbure et se situaient à la même distance.  

Fonctionnement

Selon la théorie de la relativité générale d'Einstein, toutes les masses déforment l'espace-temps et les rayons suivraient cette courbure. Plus la masse est importante, plus la courbure est marquée.  

Simulation de ce qui se passerait si un trou noir passait devant un quasar

Imaginons par exemple qu'une galaxie massive se trouve juste devant un quasar plus lointain. Depuis la Terre, nous verrions la galaxie mais pas le quasar qui est chaché. Mais comme le prédit la relativité générale, les rayons seraient déviés et nous pourrions donc voir le quasar mais à des endroits différents. 

Non seulement ces lentilles gravitationnels dévient mais amplifient la lumière déviée. Voilà pourquoi ces objets fascinent les astronomes car ils ouvrent des portes à des observations sinon impossibles.

Cette courbure des rayons peux prendre différents aspects en fonction de l'alignement de la Terre, de la masse qui déforme (galaxie) et de l'objet initial (quasar). On voit des anneaux parfaits, des arcs de cercle ou simplement des images démultipliées de l'objet. 

Dans le cas d'un alignement parfait entre les trois éléments, un anneaux se forme autour de la galaxie en question. Cet anneaux est appelé Anneaux d'Einstein.  

Un exemple connu de mirage gravitationnel est la Croix d'Einstein. Cette image montre la démultiplication d'un quasar 5 fois par une galaxie située à l'avant plan.  

La Croix d'Einstein

En 1995, le télescope spatial Hubble révéla l'exemple impressionnant de l'amas de galaxies Abell 2218 qui donne naissance à des images multiples de toute une population de galaxies lointaines et produit plus de 120 arcs lumineux. 

Conclusion

Les mirages gravitationnels intéressent au plus haut point les astronomes car ils sont en quelques sortes des télescopes naturels qui permettent l'observation et l’interprétation des images qu'on ne pourrait jamais faire avec les moyens actuels.

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