Cette « tarentule » dans l’espace pourrait nous apprendre les secrets de la matière noire
Un télescope basé sur un ballon pourrait aider les astronomes à percer les mystères de la matière noire après ses premières images du cosmos depuis les confins de l’espace.
Le Super Pressure Balloon Imaging Telescope (SuperBIT) a été porté à une altitude élevée au-dessus de l’atmosphère terrestre le 16 avril par un ballon à hélium de la NASA de la taille d’un terrain de football. C’était le premier vol opérationnel de l’observateur stratosphérique.
Les premières images prises pendant le vol comprennent une région du Grand Nuage de Magellan, qui est une galaxie satellite de la voie Lactée, appelée la nébuleuse de la tarentule. La galaxie est située à environ 160 000 années-lumière de la Terre. Ce nuage massif de gaz et de poussière de 931 années-lumière de large est une région de formation intense d’étoiles. (Pour la perspective, le système stellaire le plus proche est à environ quatre années-lumière de la Terre.)
En rapport: Quelle part de l’univers est constituée de matière noire ?
SuperBIT a également capturé des images des galaxies des antennes, NGC 4038 et NGC 4039, situées à environ 60 millions d’années-lumière vers la constellation sud de Corvus. On voit ces galaxies subir une collision et une fusion que les astronomes soupçonnent d’avoir commencé il y a quelques centaines de millions d’années. Les galaxies Antenna sont donc les exemples les plus proches et les plus récents d’une paire de galaxies en collision.
L’objectif principal de SuperBIT sera de capturer des images de galaxies dans le spectre lumineux du visible au proche ultraviolet. Alors que les capacités du télescope spatial Hubble couvrent cette bande, SuperBIT a un champ de vision plus large que le télescope spatial lancé en 1990.
En rapport: Le télescope spatial Hubble repère une étrange paire de galaxies près de la Grande Ourse (photo)
(s’ouvre dans un nouvel onglet)
Comment SuperBIT étudiera la matière noire
L’enquête de SuperBIT tire parti d’un phénomène naturel appelé lentille gravitationnelle pour cartographier la matière noire. La lentille gravitationnelle a été prédite pour la première fois dans la théorie de la relativité générale d’Einstein. Cela se produit parce que, tout comme des boules de masse croissante placées sur une feuille de caoutchouc étirée, des objets de masse énorme comme les galaxies déforment le tissu de l’espace-temps.
Lorsque la lumière passe le long de cette courbure, sa trajectoire est courbée. Cette courbure de la lumière peut grossir les objets, et elle peut aussi en dire long aux astronomes sur l’objet massif effectuant la lentille, en particulier sur la répartition de la masse de l’objet.
(s’ouvre dans un nouvel onglet)
La matière noire n’interagit pas avec le rayonnement électromagnétique ou la lumière comme le fait la matière ordinaire qui nous entoure au quotidien. Cela rend la matière noire pratiquement invisible, mais grâce au fait qu’elle interagit avec la gravité, les astronomes peuvent déduire sa présence.
La lentille gravitationnelle est donc un excellent moyen de cartographier la distribution de la matière noire. SuperBIT pourrait aider les scientifiques à déterminer si les particules de matière noire peuvent rebondir les unes sur les autres, lorsque des amas galactiques voisins entrent en collision. Cette recherche pourrait enfin révéler quelles particules composent la matière noire.
« Il faut la gravité d’une galaxie entière pour déplacer la matière noire, et SuperBIT examinera les amas de galaxies qui entrent en collision les uns avec les autres. Essentiellement, nous utilisons les plus grands accélérateurs de particules de l’univers, pour briser des morceaux de noir comptez et voyez où les bits volent », a déclaré Richard Massey, professeur de physique à l’Université de Durham, dans un communiqué. (s’ouvre dans un nouvel onglet). « Si la matière noire devient ‘crunch’, ou si des morceaux sont ébréchés, nous pourrions enfin commencer à apprendre de quoi elle est faite. »
En rapport: L’origine de la matière noire est-elle la gravité elle-même ?
(s’ouvre dans un nouvel onglet)
Avantages d’un télescope à ballon
SuperBIT, qui est une collaboration entre la NASA, l’Université de Durham au Royaume-Uni, l’Université de Toronto au Canada et l’Université de Princeton aux États-Unis, a été lancé depuis Wānaka, en Nouvelle-Zélande.
Le télescope et son vol en ballon à super pression peuvent faire le tour du monde à une altitude d’environ 21 miles (34 kilomètres) au-dessus de plus de 99,5% de l’atmosphère terrestre pendant 100 jours. De ce point de vue, il collecte des données scientifiques et prend des images haute résolution. La vue à haute altitude du ballon offre une vue plus claire de la lumière qui a parcouru des milliards d’années depuis les galaxies de l’univers lointain et primitif, sans être gênée par l’effet de flou de l’atmosphère.
(s’ouvre dans un nouvel onglet)
SuperBIT peut être renvoyé en parachute sur Terre en toute sécurité, afin que l’équipe puisse mettre à jour sa conception. L’équipe SuperBIT a déjà acquis des fonds pour mettre à niveau le télescope d’ouverture de 1,6 pied (0,5 mètre) à 5,2 pieds (1,6 mètre), en ajoutant un objectif à angle plus large et des mégapixels accrus pour l’appareil photo. L’amélioration augmentera sa puissance de collecte de lumière de 10 fois.
Un télescope porté par un ballon est plus économique qu’un instrument lancé par une fusée. SuperBIT a coûté environ 5 millions de dollars, soit près de 1 000 fois moins qu’une mission satellite équivalente. Le coût relativement bon marché de SuperBIT pourrait permettre à une flotte de tels télescopes de survoler la Terre, sondant les mystères de l’univers, selon des responsables de la NASA.
Suivez-nous sur Twitter @Spacedotcom (s’ouvre dans un nouvel onglet) ou Facebook (s’ouvre dans un nouvel onglet).