MacroCosmos mai-juin 2024

17 MAI-JUIN 2024 ASTRO PUBLISHING C ette image de NGC 5468, une galaxie située à environ 130 millions d’années-lu- mière de la Terre, combine les données des télescopes spatiaux Hubble et Webb. C’est la galaxie la plus lointaine dans laquelle Hubble a identifié des étoiles variables Céphéides, indicateurs fondamentaux pour mesurer le taux d’expansion de l’uni- vers. La distance calculée à partir des Céphéides était en corrélation croisée avec une supernova de type Ia dans la galaxie. Les supernovas de type Ia sont si brillantes qu’elles sont utilisées pour mesurer des distances cosmiques bien au-delà de la por- tée des Céphéides, étendant ainsi les mesures du taux d’expansion de l’univers plus profondément dans l’espace. [NASA, ESA, CSA, STScI, Adam G. Riess (JHU, STScI)] L orsque vous essayez de résoudre l’une des plus grandes énigmes de la cosmologie, vous devez re- vérifier vos devoirs. L’énigme appelée « tension de Hubble » signifie que le taux d’expansion actuel de l’univers est plus rapide que ce à quoi les astro- nomes s’attendent sur la base des conditions initiales de l’univers et de notre compréhension actuelle de son évolution. Les scientifiques utilisant le télescope spatial Hubble et de nom- breux autres télescopes trouvent sys- tématiquement un nombre qui ne correspond pas aux prévisions basées sur les observations de la mission Planck de l’ESA. La résolution de cet écart nécessite-t-elle une nouvelle physique, ou est-ce le résultat d’er- reurs de mesure entre les deux mé- thodes différentes utilisées pour déterminer le taux d’expansion de l’espace ? Hubble mesure le taux d’ex- pansion actuel de l’univers depuis 30 ans et les astronomes souhaitent éli- miner tout doute persistant quant à son exactitude. Aujourd’hui, Hubble et le télescope spatial Webb ont col- laboré pour produire des mesures dé- finitives, renforçant ainsi la thèse selon laquelle quelque chose d’autre (pas les erreurs de mesure) influence le taux d’expansion. « Une fois que vous avez éliminé les erreurs de me- sure, il vous reste la possibilité réelle et passionnante que nous ayons mal compris l’univers » , a déclaré Adam Riess, physicien à l’Université Johns Hopkins de Baltimore. Riess a reçu un prix Nobel pour avoir découvert que l’expansion de l’univers s’accélère en raison d’un phénomène mystérieux, désormais appelé « énergie noire ». À titre de vérification croisée, une première observation de Webb en 2023 a confirmé que les mesures de Hubble sur l’univers en expansion étaient exactes. Cependant, dans l’espoir d’atténuer la tension de Hubble, certains scientifiques ont émis l’hypothèse que les erreurs invi- sibles de mesure pourraient aug- menter et devenir visibles à mesure que nous approfondissons l’univers. En particulier, l’encombrement stel- laire pourrait systématiquement in- fluencer les mesures de luminosité des étoiles les plus éloignées. L’équipe SH0ES (Supernova H0 pour l’équation d’état de l’énergie sombre), dirigée par Riess, a obtenu d’autres observa- tions avec Webb d’objets qui sont d’importants indicateurs cosmiques, connus sous le nom d’étoiles variables Céphéides, qui peuvent maintenant être corrélées avec les données de Hubble. « Nous avons désormais cou- vert toute la gamme de ce que Hub- ble a observé et pouvons exclure avec une très grande confiance une erreur de mesure comme cause de la tension de Hubble » , a déclaré Riess. Les premières observations avec Webb réalisées par l’équipe en 2023 ont réussi à démontrer que Hubble était sur la bonne voie pour établir avec certitude la fidélité des pre- mières marches de ce qu’on appelle l’échelle des distances cosmiques. Les astronomes utilisent diverses mé- thodes pour mesurer les distances relatives dans l’univers, en fonction de l’objet observé. Collectivement, ces techniques sont connues sous le nom d’échelle de distance cosmique : chaque branche ou technique de me-