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New analysis of Webb data measures universe expansion rate, finds there may not be a 'Hubble tension'

by Louise Lerner, University of Chicago

Une nouvelle analyse des données du télescope spatial James Webb mesure le taux d'expansion de l'univers et révèle qu'il n'y a peut-être pas de « tension de Hubble »

par Louise Lerner, Université de Chicago

Des scientifiques ont utilisé de nouvelles données prises par le télescope spatial James Webb pour faire une nouvelle lecture de la vitesse à laquelle l'univers s'étend au fil du temps, en mesurant la lumière de 10 galaxies, dont celle connue sous le nom de NGC 3972, ci-dessus. Crédit : Yuval Harpaz, données via JWST

Nous savons beaucoup de choses sur notre univers, mais les astronomes débattent toujours de la vitesse exacte à laquelle il s'étend. En fait, au cours des deux dernières décennies, deux méthodes principales pour mesurer ce nombre, connu sous le nom de « constante de Hubble », ont donné des réponses différentes, ce qui a conduit certains à se demander s'il manquait quelque chose à notre modèle du fonctionnement de l'univers.

Mais de nouvelles mesures du puissant télescope spatial James Webb semblent suggérer qu'il n'y a peut-être pas de conflit, également connu sous le nom de « tension de Hubble », après tout.

Dans un article soumis à The Astrophysical Journal, actuellement disponible sur le serveur de pré-impression arXiv, la cosmologiste Wendy Freedman de l'Université de Chicago et ses collègues ont analysé de nouvelles données prises par le puissant télescope spatial James Webb de la NASA. Ils ont mesuré la distance de 10 galaxies proches et ont mesuré une nouvelle valeur pour la vitesse à laquelle l'univers s'étend actuellement.

Leur mesure, 70 kilomètres par seconde par mégaparsec, chevauche l'autre méthode principale pour la constante de Hubble.

"Sur la base de ces nouvelles données JWST et en utilisant trois méthodes indépendantes, nous ne trouvons pas de preuve solide d'une tension de Hubble", a déclaré Freedman, astronome de renom et professeur d'astronomie et d'astrophysique de l'Université John et Marion Sullivan à l'Université de Chicago. "Au contraire, il semble que notre modèle cosmologique standard pour expliquer l'évolution de l'univers se maintienne".

Tension de Hubble ? Nous savons que l'univers est en expansion depuis 1929, lorsque Edwin Hubble (SB 1910, Ph.D. 1917), un ancien élève de l'UChicago, a effectué des mesures d'étoiles indiquant que les galaxies les plus éloignées s'éloignaient de la Terre plus rapidement que les galaxies proches. Mais il est étonnamment difficile de déterminer avec précision la vitesse à laquelle l'univers s'étend à l'heure actuelle.

Ce nombre, connu sous le nom de constante de Hubble, est essentiel pour comprendre l'histoire de l'univers. C'est un élément clé de notre modèle d'évolution de l'univers au fil du temps.

Confirmer la réalité de la tension constante de Hubble aurait des conséquences importantes à la fois pour la physique fondamentale et la cosmologie moderne », a expliqué Freedman.

Étant donné l'importance et la difficulté de ces mesures, les scientifiques les testent avec différentes méthodes pour s'assurer qu'elles sont aussi précises que possible.

L'une des principales approches consiste à étudier la lumière résiduelle issue du Big Bang, connue sous le nom de fond diffus cosmologique. La meilleure estimation actuelle de la constante de Hubble avec cette méthode, qui est très précise, est de 67,4 kilomètres par seconde par mégaparsec.

La deuxième méthode majeure, dans laquelle Freedman se spécialise, consiste à mesurer directement l'expansion des galaxies dans notre voisinage cosmique local, en utilisant des étoiles dont la luminosité est connue. Tout comme les phares des voitures semblent plus faibles lorsqu'elles sont loin, à des distances de plus en plus grandes, les étoiles semblent de plus en plus faibles. La mesure des distances et de la vitesse à laquelle les galaxies s'éloignent de nous nous indique alors à quelle vitesse l'univers s'étend.

Par le passé, les mesures effectuées avec cette méthode ont donné un chiffre plus élevé pour la constante de Hubble, plus proche de 74 kilomètres par seconde par mégaparsec.

Cette différence est suffisamment importante pour que certains scientifiques spéculent qu'il manque peut-être quelque chose d'important dans notre modèle standard de l'évolution de l'univers. Par exemple, étant donné qu'une méthode examine les premiers jours de l'univers et l'autre l'époque actuelle, peut-être que quelque chose de grand a changé dans l'univers au fil du temps. Cette apparente discordance est connue sous le nom de « tension de Hubble ».

Les vues des étoiles fournies par le JWST (à gauche) sont sensiblement plus nettes que les mêmes étoiles observées par le télescope spatial Hubble (à droite). Crédit : Freedman, e

Le télescope spatial James Webb ou JWST, offre à l'humanité un nouvel outil puissant pour voir dans les profondeurs de l'espace. Lancé en 2021, le successeur du télescope Hubble a pris des images d'une netteté étonnante, révélé de nouveaux aspects de mondes lointains et collecté des données sans précédent, ouvrant de nouvelles fenêtres sur l'univers.

Freedman et ses collègues ont utilisé le télescope pour effectuer des mesures sur dix galaxies proches qui fournissent une base pour la mesure du taux d'expansion de l'univers.

Pour vérifier leurs résultats, ils ont utilisé trois méthodes indépendantes. La première utilise un type d'étoile connu sous le nom d'étoile variable Céphéide, dont la luminosité varie de manière prévisible au fil du temps. La deuxième méthode est connue sous le nom de « pointe de la branche des géantes rouges », et utilise le fait que les étoiles de faible masse atteignent une limite supérieure fixe à leur luminosité.

La troisième méthode, la plus récente, utilise un type d'étoile appelée étoiles de carbone, qui ont des couleurs et des luminosités cohérentes dans le spectre de lumière proche infrarouge. La nouvelle analyse est la première à utiliser les trois méthodes simultanément, au sein des mêmes galaxies.

Dans chaque cas, les valeurs se situaient dans la marge d'erreur de la valeur donnée par la méthode du fond diffus cosmologique de 67,4 kilomètres par seconde par mégaparsec.

« Obtenir une bonne concordance de trois types d'étoiles complètement différents, pour nous, est un indicateur fort que nous sommes sur la bonne voie », a déclaré Freedman.

« Les futures observations avec le JWST seront cruciales pour confirmer ou réfuter la tension de Hubble et évaluer les implications pour la cosmologie », a déclaré Barry Madore, co-auteur de l'étude de la Carnegie Institution for Science et chercheur invit

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COMMENTAIRES

Cet article reprend les résultats  qui ont conduit  a formuler l explosion et l expédions de l espace 

1/Quelles étaient les observations d'Edwin Hubble et expliquer comment elles montrent que l'univers est en expansion /

En étudiant la lumière émise par diverses galaxies, Hubble a découvert que la lumière semblait déplacée vers l'extrémité rouge du spectre. Il est devenu évident que notre univers était en expansion incessante vers l'extérieur et que toutes les galaxies qu'il abritait s'éloignaient les unes des autres.

2/Une nouvelle analyse des données de Webb mesure le taux d'expansion de l'univers et révèle qu'il n'y a peut-être pas de « tension de Hubble »

En fait, au cours des deux dernières décennies, deux méthodes principales pour mesurer ce nombre, connu sous le nom de « constante de Hubble », ont donné des réponses différentes, ce qui a conduit certains à se demander s'il manquait quelque chose à notre modèle du fonctionnement de l'univers. L'accélération de l'expansion de l'Univers fait l'objet d'un consensus parmi les cosmologistes. Cependant, en novembre 2019, quelques astrophysiciens avancent l'hypothèse d'un biais observationnel qui ne nécessiterait pas l'existence d'une énergie noire. Cet article contredit  ces résultats .

Mais il est difficile a un scientifique d avaler son chapeau !!

XXXXXXXXXXXMore information: Wendy L. Freedman et al, Status Report on the Chicago-Carnegie Hubble Program (CCHP): Three Independent Astrophysical Determinations of the Hubble Constant Using the James Webb Space Telescope, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2408.06153

Journal information: Astrophysical Journal  , arXiv 

Provided by University of Chicago