Maintenant que le télescope spatial James Webb est opérationnel, les astronomes peuvent étudier certaines des galaxies les plus faibles et les plus lointaines jamais vues. Selon certains témoignages, nous avons peut-être déjà capturé l’image d’une galaxie à l’époque où l’univers n’avait que 300 millions d’années. Mais nous ne pouvons pas être entièrement sûrs de sa distance, et c’est un gros problème pour les astronomes.
Comment mesure-t-on la distance de la galaxie la plus éloignée ? Si vous êtes astronome, vous vous fiez à son décalage vers le rouge observé. Puisque l’univers est en expansion, plus la galaxie est éloignée, plus sa lumière est décalée vers le rouge. Pour calculer la distance de la galaxie, les astronomes insèrent le redshift dans une formule dérivée de la modèle cosmologique standard. En observant tout, des étoiles variables aux supernovae distantes, nous connaissons très bien la relation entre le redshift et la distance. Alors faites le calcul et calculez la distance.
Bien sûr, les galaxies les plus éloignées sont plus éloignées que les observations de calibrage du modèle standard. Nous pouvons extrapoler le modèle standard pour ces distances de galaxies, mais cela suppose que l’accélération cosmique n’était pas radicalement différente à l’époque. Il n’y a aucune raison de supposer que notre hypothèse est fausse, mais ce serait bien d’obtenir des mesures de distance aux limites des galaxies de Webb. Malheureusement, le type de supernovae que nous utilisons pour ces mesures de distance n’est pas assez brillant pour être vu à cette distance. Mais une nouvelle étude révèle que nous pourrions utiliser sursauts gamma Au lieu.
Les sursauts gamma, ou GRB, sont des explosions de courte durée de rayonnement gamma. Ils sont probablement causés par des explosions d’hypernova d’étoiles géantes, et ils sont extrêmement puissants. Un seul GRB libère plus d’énergie que le Soleil n’en émettra pendant toute sa durée de vie de 10 milliards d’années. Mais les courbes de lumière des GRB sont complexes, ce qui rend difficile la recherche d’un modèle commun.
Dans cette dernière étude, l’équipe n’a pas examiné la variation de la lumière gamma, mais plutôt la lumière optique. Ils ont examiné les courbes de lumière optique de 500 GRB connus et en ont trouvé près de 180 avec un motif commun. Beaucoup de ces GRB sont suffisamment proches pour que nous connaissions leurs distances, de sorte que l’équipe a pu utiliser leurs luminosités observées pour calculer les luminosités réelles. Cela signifie que si un GRB très éloigné de ce type commun est détecté, les astronomes peuvent utiliser sa luminosité observée pour calculer sa distance, étendant ainsi notre échelle de distance cosmique. Avec le temps, nous pourrons peut-être tester notre hypothèse sur le modèle standard avec cette technique.
Ainsi, alors que tout le monde est légitimement enthousiasmé par les découvertes du télescope spatial James Webb, il est bon de savoir que les astronomes travaillent également sur des outils pour soutenir les découvertes que Webb fera.
Référence: Dainotti, Maria Giovanna, et al. “Les corrélations optiques bidimensionnelles et tridimensionnelles du plan fondamental pour plus de 180 rémanences de sursaut gamma avec Swift/UVOT, RATIR et le télescope SUBARU.” L’Astrophysical Journal Supplémentaire 261 (2022): 25.
