Dans les yeux du télescope spatial James-Webb, les astronomes ont vu quelque chose de rare. Des images d’une supernova à des stades différents de son évolution. Une occasion unique pour eux de mesurer la vitesse à laquelle l'Univers s’étend. De quoi confirmer que quelque chose ne va pas dans notre modèle cosmologique.
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L'histoire commence par une question. « Que sont donc ces trois points qui n'étaient pas là avant ? » Avant, c'était en 2015. Lorsque le télescope spatial Hubble s'est tourné vers un amas de galaxies dans la constellation de la Grande Ourse baptisé PLCK G165.7+67.0 (G165, pour faire plus court). Les trois points, ce sont des objets lumineux révélés sur une image de la même région renvoyée récemment par le télescope spatial James-Webb.
La réponse, les astronomesastronomes l'ont trouvé. Ces trois points correspondent à une supernova. Trois points pour une seule supernova ? Absolument. Parce qu'entre la supernova et nous, il y a un amas de galaxies. Et, par effet de lentille gravitationnelle, sa masse courbe la lumièrelumière de la supernova de manière à nous en proposer trois images à trois moments différents de son explosion. Un peu, racontent les chercheurs, comme si trois miroirsmiroirs donnaient, pour le premier, l'image d'une personne levant son peigne, pour le deuxième, celle de la personne en train de se peigner et pour le troisième, celle de la personne en train de poser son peigne.
Une supernova de type Ia à lentille gravitationnelle
Dans une série d'articles publiés dans The Astrophysical Journal, les chercheurs racontent d'abord comment ils ont localisé cette supernova dans une galaxie située loin derrière l'amas G165. Dans une galaxie qui existait déjà 3,5 milliards d'années seulement après le Big Bang. Et cela fait de cette supernova, la supernova de type Ia la plus éloignée de la Terre jamais observée.
Parce que c'est une autre des informations livrées par les chercheurs. Cette supernova est bien de type Ia. Comprenez qu'elle est le résultat de l'explosion d'une naine blanchenaine blanche. Et les astronomes qualifient ce type de supernova de « bougie standard ». Parce que la luminositéluminosité intrinsèque des supernovæ de type Ia est connue. Et que des mesures de leur luminosité apparente peuvent donc permettre de déduire la distance à laquelle elles se trouvent.
Une supernova pour mesurer la constante de Hubble
Tout ceci rend cette supernova débusquée par le télescope spatial James-Webbtélescope spatial James-Webb particulièrement intéressante. Parce que les supernovaesupernovae à lentille gravitationnelle - à partir du moment où les astronomes disposent d'informations que les décalages temporels entre les images, la distance de la supernova et les propriétés de la lentille gravitationnelle - peuvent donner une mesure précise de la constante de Hubbleconstante de Hubble. Comprenez, de la vitessevitesse à laquelle l'UniversUnivers s'étend. C'est la raison pour laquelle la supernova a été baptisée SNSN H0pe (SN pour supernova et H0 pour la constante de Hubble, H0. H0pe pour l'espoir qu'elle donne d'enfin comprendre ce paramètre fondamental de notre Univers).
Parce que depuis une dizaine d'années, une tension est apparue autour de cette constante. Les astronomes en parlent comme de la « tension de Hubble ». Elle est née du fait que deux façons de calculer la valeur de la constante de Hubble donnent des résultats différents. En mesurant les fluctuations du fond diffus cosmologiquefond diffus cosmologique - ce qui reste des premières lumières qui se sont allumées dans l'Univers, quelque 380 000 ans après le Big BangBig Bang seulement -, les astronomes trouvent une valeur d'environ 67 kilomètres par seconde par mégaparsec pour H0. En accord avec les prédictions du modèle standard de la cosmologie. Mais en se basant sur des mesures d'étoilesétoiles pulsantes, les CéphéidesCéphéides, les chercheurs aboutissent à une valeur d'environ 73 kilomètres par seconde par mégaparsec. Une différence qui peut sembler faible, mais qui pourrait être suffisante à remettre le modèle standardmodèle standard en question.
Une tension sur le modèle cosmologique réactivée
Et justement, la valeur calculée (ces travaux n'ont pas encore été validés par des pairs) par les chercheurs pour la constante de Hubble à partir de la supernova à lentille gravitationnelle est de 75,4 kilomètres par seconde par mégaparsec. Une valeur qui correspond donc plus à celle donnée par les mesures réalisées dans l'univers local. Mais, toujours quelque peu « en tension » avec les valeurs obtenues lorsque notre Univers était jeune.
Déjà, les astronomes travaillent à obtenir plus de détails concernant SN H0pe. Et ils espèrent pouvoir débusquer, grâce au télescope James-Webb, d'autres supernovæ à lentille gravitationnelle qui leur permettraient de répéter leurs mesures de H0.
