mardi 16 juin 2020

Les lentilles gravitationnelles

Je reviens sur ce phénomène de l'astrophysique: les lentilles gravitationnelles. Je vais faire une synthèse de leurs applications que j'ai déjà données, et que je vais compléter. Je ne donnerai ni calculs ni équations, rassurez-vous!

 

La déviation des rayons lumineux par un corps massif 

Rappelons l'une des conséquences de la théorie de la relativité générale d'Einstein:
tout corps massif (étoile, galaxie, planète, trou noir,....) dévie les rayons d'une source lumineuse, qui s'en approchent.
Ce phénomène remarquable fut vérifié en 1919 par Sir Arthur Eddington, le corps massif étant le Soleil et la source lumineuse une étoile:

Eddington observa des étoiles situées dans l'amas des Hyades avant et pendant une éclipse de Soleil et mesura leurs déviations.

 

 

L'amplification du flux lumineux par un corps massif

Le deuxième phénomène remarquable est l'amplification du flux lumineux de la source par un corps massif. Ce corps massif focalise les rayons lumineux provenant de la source comme une lentille, c'est ce qu'on appelle une lentille gravitationnelle. Cette lentille peut donner des effets curieux.

 

L'anneau d'Einstein

Lorsque la source lumineuse, le corps massif et l'observateur sont alignés, on voit un anneau qui entoure le corps massif:


Superbe anneau d'Einstein observé par le télescope spatial Hubble.

La croix d'Einstein

Lorsque la source lumineuse, le corps massif et l'observateur ne sont pas alignés, on observe une multiplication de l'image de la source:



La source lumineuse est un quasar (un noyau de galaxie) situé à 8 milliards d'années-lumière. La galaxie-lentille située 20 fois moins loin, à 400 millions d'années-lumière, donne 4 images du quasar autour de la galaxie-lentille.








Détection d'une exoplanète

Il existe diverses façons de détecter des exoplanètes, ces planètes tournant autour d'une étoile (voir mon article: "La chasse aux exoplanètes" du 28/01/2015). L'une des méthodes est "La méthode des mico-lentilles gravitationnelles".
L'image de la source lumineuse est amplifiée deux fois: d'abord par une étoile - lentille gravitationnelle, ensuite par une exoplanète, planète tournant autour de cette étoile. Cette exoplanète est une lentille plus petite d'où son nom de micro-lentille gravitationnelle:


On a observé ces deux amplifications (graphique ci-contre):
- dans la nuit du 31 Juillet 2005 par l'étoile-lentille OGLE-2005-BLG-390 L, 
- dans la nuit du 10 Août 2005 par sa planète OGLE-2005-BLG-390 L b (la petite bosse qui a été agrandie plus haut à droite). 
Chaque point représente une mesure de l'éclat de l'étoile-source, la couleur de ce point correspond au télescope où l'observation a été faite. Les télescopes répartis sur différents continents (OGLE et Danish au Chili, Robonet aux Canaries et à Hawaï, Canopus et Perth en Australie, MOA en Nouvelle-Zélande) se sont relayés pour construire, la nuit, la courbe ci-dessus. Pour ces astronomes le Soleil ne se levait   jamais!

 

Détection de matière noire



Ce sont des halos, des cocons de matière noire enveloppant chacune de quatre galaxies, qui donnent les images  (les arcs bleutés) d'une galaxie plus lointaine.





On est stupéfaits par les performances des télescopes qui permettent de faire des observations si lointaines et si précises de notre univers.

J'espère encore vous avoir appris quelque chose!.....

3 commentaires:

  1. L'univers est vraiment fantastique et regorge de phénomènes totalement inexpliqués pour le profane que nous sommes pour la plupart d'entre nous. Heureusement nous avons la chance d'être parmi tes amis et ainsi découvrir les explications de bien des mystères! Merci donc et à bientôt dans l'espace! Amicalement,

    Pierre Bonjean

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  2. Merci,cher lecteur si fidèle, de prêter attention à mes articles.Je m'efforce de donner des explications simples sur des phénomènes célestes bien compliqués,à la lumière des télescopes tellement performants. À bientôt dans l'espace-temps! Bien cordialement.
    Marc

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  3. Je suis toujours le même anonyme et je persiste à dire que tous les phénomènes dont vous parlez dans le texte ci-dessus s'expliquent tout simplement si vous admettez que la masse est entourée d'un fluide qui est de plus en plus en dépression au fur et à mesure qu'on s'approche de cette masse et et de plus en plus en fonction de l'importance de la dite masse

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