Des astronomes reconstituent le puzzle de l'énergie
L'expansion rapide de l'Univers est déclenchée par l'énergie noire. Mais personne n'a pu comprendre ce qu'était exactement l'énergie noire... jusqu'à présent. Une équipe d'astronomes d'Italie et de Pologne est parvenue à développer avec succès une méthode pour mesurer les distances les plus éloignées de l'Univers. Ils ont identifié des sursauts de rayons gamma, que les experts appellent explosions cosmiques, jouent un rôle considérable dans la nature de l'énergie noire. Les astronomes de la faculté de physique, de l'université de Varsovie (FUW) et de l'université de Naples Federico II ont utilisé leur dernière création pour vérifier les modèles de structure de l'Univers contenant de l'énergie noire. «Nous avons pu déterminer la distance d'une explosion sur base des propriétés du rayonnement émis durant ces sursauts gamma», explique le professeur Marek Demianski du FUW. «Étant donné que certaines de ces explosions sont associées aux objets les plus éloignés dans l'espace que nous connaissons, nous pouvons, pour la première fois, évaluer la vitesse de l'expansion espace-temps même pour les périodes suivant le Big Bang.» Il y a plus de 12 ans, les astronomes ont découvert que les explosions les plus éloignées semblent être plus faibles, grâce à l'analyse de luminosité de supernovas de type Ia. Les systèmes binaires abritent souvent des supernovas de ce type. Les naines blanches font partie de ces étoiles, et sont généralement les restes d'un cycle évolutif d'étoiles similaires au Soleil. La naine blanche reçoit les restes des couches externes d'hydrogène de la seconde étoile du système après son entrée dans la phase de géante rouge. Ainsi, la naine blanche prend de la masse. Lorsque celle-ci atteint la masse de 1,4 fois la masse solaire, elle explose et se retrouve en morceaux. Les conditions d'explosions sont immuables, ainsi les supernovas de type Ia rejettent toujours la même quantité d'énergie. Les astronomes peuvent ainsi mesurer les distances dans l'espace grâce à cette propriété. Ils pensent que les supernovas de type Ia sont plus distantes par rapport aux estimations précédentes basées sur leur luminosité. Une observation intéressante était que cette expansion ne s'est pas ralentie, mais plutôt l'univers a accéléré. Ainsi, une nouvelle forme de masse d'énergie, l'énergie noire, doit être ajoutée dans la théorie pour réconcilier les anciens modèles de l'Univers avec ces observations. Selon les astronomes, les mesures démontrent qu'une énorme quantité d'énergie noire, plus de 20 fois la quantité d'énergie de masse associée au monde et accessible aux sens humains, existe. Le professeur Demianski commente: «Du jour au lendemain, l'énergie noire est devenue, au sens littéral du terme, le plus grand mystère de l'Univers». L'équipe fait remarquer que la densité de l'énergie noire à différentes périodes suivant le Big Bang permettrait aux chercheurs de déterminer le modèle approprié. L'énergie noire est associée à la propriété de l'espace-temps si sa densité est constante; de même, sa densité fluctue si l'accélération de l'Univers est déclenchée par un champ scalaire. Mais l'évaluation des changements de densité de l'énergie noire après le Big Bang est complexe et il est important de savoir comment mesurer la distance avec des objets très éloignés. D'où l'utilisation des sursauts de rayons gamma pour mesurer ces distances. Le rayonnement gamma émis est si intense qu'il permet d'observer les objets ayant explosé 400 millions d'années après le Big Bang. «Nous connaissions la distance à la galaxie et la quantité d'énergie du sursaut qui avait atteint la terre. Cela a permis de calibrer le sursaut, et ainsi de calculer l'énergie totale de l'explosion», explique le professeur Demianski. «Nous n'avons aucune explication physique sur la corrélation entre certaines propriétés de sursauts gammas, mais nous pouvons dire que si le rayonnement enregistré a telle et telle autre propriété, le sursaut avait telle et telle énergie. Cela nous a permis d'utiliser les sursauts comme des bougies, pour mesurer les distances.»Pour de plus amples informations, consulter: Faculté de physique, Université de Varsovie (FUW): http://www.fuw.edu.pl/ Université de Naples Federico II: http://www.international.unina.it/
Pays
Italie, Pologne