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Les révélations du télescope Hubble
Il est fascinant de constater que le télescope Hubble, lancé en 1990, continue d’opérer efficacement malgré le rythme rapide d’évolution technologique. Pour donner une idée de son ancienneté, imaginez utiliser le même téléphone qu’au moment de la première diffusion de « The Fresh Prince of Bel-Air ».
Le télescope Hubble a rencontré des défis majeurs au fil des ans, comme le souligne Space, mais il a également bénéficié d’importantes mises à jour. Il a été entretenu plusieurs fois, et si Hubble était un être humain, il commencerait à ressentir des douleurs et constaterait que son corps n’est plus aussi souple qu’avant. C’est bien connu, à mesure que le temps passe, les petites gênes se multiplient.
Cependant, le télescope Hubble a envoyé des téraoctets de données à la NASA, et l’interprétation de tout ce qu’il a observé dans l’immensité de l’espace a conduit à des découvertes extraordinaires. Les scientifiques ont ainsi appris des choses stupéfiantes sur notre galaxie et le destin ultime de l’univers, preuve que cette technologie vieille de plusieurs décennies continue de dériver, d’observer et d’enregistrer des phénomènes fascinants.
Vapeur d’eau sur Europe
Un des mystères les plus persistants de l’univers est celui de la vie sur d’autres planètes. Que l’on soit convaincu de l’existence d’une telle vie ou non, certaines découvertes récentes ont de quoi surprendre. En 2013, le télescope Hubble a capturé des images intrigantes d’Europe, l’une des nombreuses lunes de Jupiter.
Selon les informations fournies par la NASA, Europa possède une température de surface glaciale avoisinant -260 degrés Fahrenheit. Ce climat extrême semble trop hostile pour accueillir la vie telle que nous la connaissons. Cependant, les clichés pris par Hubble suggèrent la présence d’eau sous sa surface gelée. En effet, la surface de cette lune est marquée par des geysers qui projettent de la vapeur d’eau à travers la glace et dans l’espace. L’atmosphère d’Europa étant si ténue, cette vapeur ne reste pas longtemps à la surface.
En 2015, une autre révélation a émergé de l’analyse des données recueillies par Hubble entre 1999 et 2015. Sur l’un des hémisphères de la lune, des geysers ne se contentaient pas de cracher de la vapeur d’eau, mais il a également été observé que cette vapeur provenait d’une fonte de glace sous l’effet du soleil. Pourquoi cette activité soit-elle concentrée sur un seul hémisphère reste un mystère. Néanmoins, la découverte d’eau — et d’oxygène — sur un corps céleste autre que la Terre représente une avancée majeure dans l’exploration spatiale.
L’âge de l’univers
Observer les étoiles peut faire prendre conscience de notre place dans l’univers : celui-ci existe depuis bien plus longtemps que tout individu et continuera d’exister bien après. La question de sa longévité a suscité des débats, mais grâce aux observations réalisées par Hubble, la NASA a obtenu une réponse.
En réalité, deux réponses. En 1999, des équipes de la Carnegie Institution of Washington et de l’Université de Harvard ont divulgué les résultats de leurs études basées sur les données du télescope Hubble. Leur objectif était, en résumé, d’utiliser un type précis d’étoile pour calibrer des appareils de mesure de distance et d’autres outils scientifiques. En combinant les mesures prises, vérifiées et confirmées par Hubble avec des découvertes sur la densité de l’univers, l’équipe clé du télescope spatial Hubble de la NASA a établi l’âge de l’univers à environ 12 milliards d’années, plus ou moins.
Cependant, ce n’était pas la fin de l’histoire. En 2002, la NASA a annoncé une découverte saisissante : Hubble avait mis au jour les « plus anciennes étoiles éteintes de notre galaxie, la Voie lactée. » Grâce à d’autres calculs rendus possibles par les données de Hubble, la NASA savait déjà qu’il avait fallu un peu moins d’un milliard d’années pour que les premières étoiles se forment après le Big Bang. En tenant compte de cela et en évaluant que ces anciennes étoiles naines blanches avaient entre 12 et 13 milliards d’années, cela représentait une avancée pour déterminer un âge plus précis de l’univers.
Les lunes de Pluton
Pluton est souvent considéré comme l’outsider de notre système solaire, mais il n’en reste pas moins un objet fascinant, même si son statut de planète est discutable. Grâce au télescope Hubble, la NASA a fait des découvertes étonnantes concernant les lunes de Pluton, qui semblent se livrer à une danse cosmique pleine de mystères.
En effet, Nix et Hydra, les deux principales lunes de Pluton, effectuent un mouvement qui dépasse l’entendement habituel. Contrairement à notre Terre, qui présente un léger mouvement de balancement dans l’espace, ces lunes plongent dans un véritable tourbillon, tel que décrit par John Grunsfeld, administrateur associé de la NASA. Il parle d’une « danse cosmique au rythme chaotique », soulevant l’idée qu’il serait impossible pour un habitant hypothétique de ces lunes de prédire avec certitude l’apparition du soleil à l’horizon au cours d’un jour donné.
Ce ballet gracieux des lunes Nix et Hydra s’explique par leur position précaire entre la gravitation de Pluton et de sa lune principale, Charon. Tandis que ces deux « planètes » tournent l’une autour de l’autre en un système binaire, Nix et Hydra se retrouvent à tournoyer de manière désordonnée, comme sur un manège, ajoutant une touche de dynamisme à cette danse stellaire.
En 2011, Hubble a également fait une autre découverte marquante : une petite lune, mesurant environ 19 kilomètres de diamètre, a été observée en orbite autour de Pluton, retrouvée entre Nix et Hydra. Cette révélation a non seulement enrichi notre compréhension de Pluton, mais elle a également soulevé de nouvelles questions sur les dynamiques gravitationnelles de son système lunaire.
Les trous noirs supermassifs
Les trous noirs sont des objets super-denses qui retiennent tout ce qui s’en approche—y compris la lumière. Ce phénomène constitue une source d’émerveillement et d’angoisse, notamment avec l’existence des trous noirs supermassifs, qui escaladent les dimensions de ces entités mystérieuses.
Le premier trou noir a été découvert en 1971, affichant une masse environ 15 fois supérieure à celle de notre Soleil. Lorsque le télescope Hubble a été lancé, il a brusquement révolutionné notre compréhension en fournissant des indices sur des trous noirs de taille bien plus impressionnante, atteignant même des milliards de fois celle du Soleil. L’hypothèse avancée était que les galaxies en collision pouvaient engendrer l’énergie nécessaire à la formation de ces monstres cosmiques.
Hubble a prouvé que ces trous noirs ne sont pas seulement théoriques, mais qu’ils existent réellement et qu’ils sont communs, jouant un rôle central dans la dynamique des galaxies, y compris la nôtre. En mesurant la vitesse des gaz, les astronomes peuvent évaluer l’emplacement et la taille de ces trous noirs : leurs signatures lumineuses et colorées, alors que les gaz se déplacent à des vitesses extrêmes, signalent la présence de ces entités énigmatiques.
Bien que l’ampleur des implications de ces découvertes échappe encore à la compréhension complète des scientifiques, cela suggère fortement que les trous noirs supermassifs font partie intégrante du cycle de vie des galaxies.
La galaxie la plus lointaine de l’univers
Il est facile de dire que le magasin du coin ou le plus proche IKEA est loin, mais mettons cela en perspective grâce aux observations du télescope Hubble et à une équipe de recherche de l’Université de Tokyo.
En 2020, le professeur d’astronomie Nobunari Kashikawa annonçait avoir découvert la galaxie la plus éloignée et la plus ancienne, nommée GN-z11. Son emplacement a été évalué à 134 milliards de milliards de kilomètres de notre Terre, ce qui remet vraiment les choses en perspective.
Ce n’est pas la première fois que la GN-z11 attire l’attention sérieuse; en 2016, la NASA révélait que les observations du télescope Hubble avaient confirmé que cette galaxie n’était pas seulement incroyablement éloignée, mais qu’elle était aussi très ancienne. Les images prises par Hubble montrent à quoi ressemblait cette galaxie entre 200 et 300 millions d’années après le Big Bang, période durant laquelle les étoiles commençaient tout juste à se former. Grâce à Hubble, nous regardons bien au-delà des milliards d’années-lumière, et nous contemplons une réalité datant d’environ 13,2 milliards d’années.
Une méthode pour déterminer l’habitabilité des autres planètes
Pour commencer, abordons les bases : l’ozone est essentiellement une couche de gaz composée de molécules d’oxygène liées entre elles. Elle joue un rôle crucial en bloquant les rayons ultraviolets du soleil, ce qui est vital pour la vie sur Terre. Sans elle, toute forme de vie serait inévitablement détruite, comme le montre le scénario d’ouverture de « Terminator 2 ».
En 2020, la NASA a révélé qu’elle avait utilisé le télescope Hubble pour effectuer une expérience fascinante. Lors d’une éclipse lunaire totale, lorsque la Terre s’interpose complètement entre le Soleil et la Lune, les scientifiques ont utilisé la Lune comme un miroir pour focaliser l’observation d’Hubble. La lumière solaire, déjà passée à travers l’atmosphère terrestre, était réfléchie par la Lune et capturée par Hubble, qui a alors enregistré des signatures ultraviolettes et, plus important encore, la présence d’ozone.
Ce n’est pas tant la découverte de l’ozone dans l’atmosphère terrestre qui est remarquable, mais plutôt la preuve que cette méthode peut être appliquée à d’autres planètes pour détecter l’ozone. La présence d’ozone est l’un des indicateurs que les astronomes recherchent lorsqu’ils tentent d’identifier des planètes susceptibles de soutenir la vie. Hubble a ainsi démontré comment les scientifiques peuvent déceler ce que NASA qualifie d' »ingrédients nécessaires… courants sur les planètes habitables ».
Une concentration de trous noirs
En 2021, la NASA a révélé que le télescope Hubble avait découvert une concentration de petits trous noirs au cœur d’un amas globulaire nommé NGC 6397. Cette révélation est fascinante, d’autant plus que cet amas stellaire s’est formé peu après le Big Bang, illustrant les profondeurs de l’univers et les mystères qui l’entourent.
Au fil de milliards d’années, l’attraction gravitationnelle entre les corps massifs a entraîné les restes d’étoiles effondrées, ces trous noirs, vers le centre de l’amas, dans ce que la NASA décrit comme un « jeu de flipper stellaire. »
Cet événement soulève de nombreuses questions sur notre compréhension de l’univers. Bien qu’il soit encore trop tôt pour tirer des conclusions définitives, les chercheurs suggèrent qu’une telle concentration de trous noirs pourrait provoquer des « ondes dans l’espace-temps. » Un concept qui fascine et qui rappelle les récits de science-fiction tout en étant ancré dans la réalité scientifique.
Combien de galaxies existe-t-il ?
Il est impossible de déterminer avec précision combien de galaxies se trouvent dans l’univers, mais on peut affirmer que les découvertes du télescope Hubble vont bien au-delà de ce que l’on pouvait imaginer.
En 2012, la NASA a publié la photo eXtreme Deep Field du télescope Hubble, qui représente l’une des avancées les plus marquantes de la recherche astronomique. Cette image, résultat de dix années de collecte de données et d’images, offre une vue d’ensemble impressionnante d’un petit segment du ciel, qualifiée par le magazine Space comme « l’image la plus profonde jamais prise de l’univers ».
Il s’agit d’une seule et unique image, mais qui révèle des milliers de galaxies. L’angle d’observation est crucial : si l’on tend la main vers le ciel, on peut quasiment mesurer ce que cette photo représente. Imaginez la tête d’une épingle face à votre main. La région couverte par cette tête d’épingle représente la zone dans laquelle Hubble a capturé des décennies de clichés, abritant ainsi un nombre incalculable de galaxies, bien au-delà de ce que l’œil humain peut percevoir.
La masse de la Voie lactée
Une des plus belles caractéristiques de l’humanité est notre insatiable curiosité. Même des questions qui semblent n’avoir aucune utilité pratique, comme savoir combien pèse notre galaxie, suscitent notre intérêt. En 2019, la NASA a annoncé qu’elle avait réussi à déterminer cette masse grâce à une conjonction de données provenant du télescope Hubble et du satellite Gaia de l’Agence spatiale européenne. Bien que Hubble ait un champ de vision restreint, il est capable d’observer des objets très éloignés, tandis que Gaia offre une vue panoramique du ciel.
Au terme de ces calculs, les scientifiques ont établi que la Voie lactée a une masse impressionnante de 1,5 trillion de masses solaires, une unité qui correspond à la masse de notre Soleil. Mais voilà le plus fascinant : malgré ses 200 milliards d’étoiles, qui ne représentent qu’environ 4 % de la masse totale de la galaxie, le reste est constitué de matière noire. Cette substance mystérieuse, dont nous connaissons encore peu de choses, joue un rôle crucial dans la structure de l’univers et maintient les galaxies en équilibre. Étonnamment, c’est cette même matière noire qui est plus lourde qu’on ne pourrait l’imaginer.
La cartographie de la matière noire
Qu’est-ce que la matière noire ? La réponse demeure encore un mystère pour les scientifiques ! Selon des études, il s’agit d’une forme de matière présente dans l’univers, mais que l’on ne peut pas observer directement. Pieter van Dokkum, astronome de l’université de Yale, explique que les mouvements des étoiles révèlent l’existence de cette matière : « Les mouvements des étoiles indiquent la quantité de matière présente, sans se soucier de sa forme ». Ainsi, même si nous ne pouvons pas voir la matière noire, le télescope Hubble a réussi à établir une carte de cette substance mystérieuse.
Cette carte concerne en réalité un amas de galaxies nommé Abell 1689. Hubble a superposé des dizaines d’images, révélant bien plus que l’amas lui-même. Bien qu’il ne puisse pas voir la matière noire, Hubble est capable de déceler sa présence en observant comment elle distord les galaxies situées derrière des concentrations massives de cette matière cachée. Le degré de distorsion observé peut être analysé et mesuré, ouvrant ainsi la voie à la cartographie d’un phénomène que les scientifiques ne peuvent ni voir ni totalement comprendre.
Cette avancée permet également aux chercheurs d’explorer le rôle crucial que la matière noire pourrait avoir joué dans l’évolution de l’univers, notamment dans la formation des galaxies. Bien que de nombreuses questions demeurent sans réponse, ces découvertes stimulent l’intérêt des scientifiques pour approfondir notre compréhension de l’univers et de sa composition.
La star la plus lointaine jamais observée
Elle ressemble à un simple point lumineux parmi tant d’autres sur l’une des nombreuses photographies réalisées par Hubble, mais selon des astronomes de l’Université du Minnesota, ce point représente quelque chose d’extraordinaire : il s’agit de l’étoile la plus lointaine jamais observée.
Au départ, ils ne la cherchaient même pas. En fait, selon Silicon Republic, ils étudiaient une supernova voisine appelée SN Refsdal lorsqu’ils remarquèrent une petite lueur dont la luminosité variait au fil des images. Appelée officiellement MACS J1149.5+223 Lensed Star 1, mais surnommée Icare, ce point lumineux se trouve à 9 milliards d’années-lumière de notre planète.
Cette distance est environ 100 fois plus éloignée que la prochaine étoile la plus lointaine qui n’a pas encore explosé en supernova, ce qui est plutôt étonnant, surtout si l’on considère qu’Icare est déjà morte. Après tout, 9 milliards d’années représentent une période immense au cours de laquelle beaucoup de choses se sont produites. Cela signifie que la lumière provenant de cette étoile a mis tellement de temps à atteindre les caméras de Hubble qu’en réalité, l’étoile a disparu depuis bien longtemps. Malgré cela, nous l’observons encore, dans toute sa brillante jeunesse (relativement parlant).
Une collision inévitable
En 2015, la NASA a publié ce qu’elle appelait l’image la plus nette jamais réalisée de notre voisine galactique, une photo éblouissante du télescope Hubble qui révélait l’étendue de 61 000 années-lumière de la galaxie d’Andromède (présentée en partie ici). Cette image était unique en son genre, nécessitant la compilation de 7 398 images. De plus, la NASA a indiqué qu’il serait avisé de s’habituer à cette galaxie, car dans environ 4 milliards d’années, elle sera vraiment proche… au point de devenir ce voisin qui saute la clôture pour prendre une assiette avant même de demander ce qu’il y a au barbecue.
Le télescope Hubble avait surveillé le mouvement de la totalité de la galaxie d’Andromède ainsi qu’une galaxie compagne plus petite appelée Triangulum. En intégrant les observations de Hubble dans des simulations informatiques conçues pour anticiper l’avenir, les chercheurs ont pu entrevoir une collision entre ces trois galaxies.
Cependant, il n’y a pas de raison de paniquer, car cet événement ne se produira pas avant 4 milliards d’années. Les chercheurs indiquent également que même au moment de la collision, il est peu probable qu’il y ait trop de heurts — l’espace est, après tout, vaste — et ce que notre soleil et notre système solaire pourraient connaître, c’est une sorte de remaniement, comme si tout était brassé dans une machine à laver. Bien qu’il y ait un certain chaos à prévoir alors que la gravité se réajuste, quiconque sera encore présent pour en être témoin pourra gérer les conséquences à ce moment-là.
Zones de construction planétaires
Depuis longtemps, des questions subsistent sur la formation des planètes. Parmi les nombreuses découvertes du télescope Hubble, il y a la preuve que les planètes naissent dans des anneaux de poussière et de débris orbitant autour des étoiles. Ces zones, désignées par la NASA comme des « zones de construction planétaires », ont été photographiées par Hubble, notamment autour des étoiles Beta Pictoris et TW Hydrae.
Bien que la lumière des étoiles rende leur observation difficile, Hubble a réussi à détecter et photographier de vastes espaces vides dans les champs de débris stellaires. Ces espaces vides sont essentiellement des endroits où une planète se forme, car l’attraction gravitationnelle du noyau en cours de formation attire de plus en plus de poussière et de débris à mesure qu’il orbite.
Selon le Center for Astrophysics de Harvard & Smithsonian, cela explique également pourquoi les matériaux qui composent les planètes et leurs étoiles sont similaires, mais pas tout à fait identiques. Pour illustrer cela à une échelle réduite, imaginez simplement aspirer du sable d’un tapis : lors de la première passe, vous en ramasserez beaucoup, mais si vous revenez et passez plusieurs fois, vous obtiendrez rapidement suffisamment de matière pour former une planète.
La première collision documentée dans le système solaire
Les collisions entre planètes, astéroïdes et — généralement — la Terre forment la base de nombreux films de science-fiction. Pourtant, un fait étonnant demeure : il n’y avait pas beaucoup de preuves tangibles à ce sujet. Les collisions étaient inévitables, c’est certain, mais ce n’est qu’avec le télescope Hubble, observant au bon moment et au bon endroit, que l’une d’elles a été capturée. La paire malheureuse était constituée de la comète Shoemaker-Levy 9 et de Jupiter. Cet événement s’est révélé d’une importance capitale.
La comète, encore récemment découverte, a été observée par Hubble alors qu’elle se brisait en environ 21 morceaux et frappait Jupiter, le tout en l’espace de six jours, en 1994. Hubble n’a pas seulement enregistré l’impact, représenté par les taches brunes sur la photo, mais aussi des nuages de poussière s’élevant à près de 3 200 kilomètres de hauteur, des tempêtes de débris qui ont mis des mois à se disperser, et un aperçu inquiétant de ce qui est déjà arrivé à la Terre à plusieurs reprises.
En plus d’observer comment un impact aussi massif a modifié l’atmosphère et les motifs climatiques de la planète, la NASA a souligné que cela a aussi propulsé la science-fiction vers des réalités scientifiques plausibles. D’un coup, la nécessité de surveiller le ciel terrestre pour détecter tout objet potentiellement dangereux devenait évidente.
Ce moment a jeté les bases pour la création du Bureau de la Coordination de la Défense Planétaire, qui est chargé de chercher des comètes et des astéroïdes susceptibles de menacer la Terre, comme la comète Shoemaker-Levy 9 a menacé Jupiter. Une aventure cosmique qui nous rappelle l’importance de rester vigilant face aux dangers de l’espace.