Webb telescope helps refine Hubble constant, suggesting ...
PAS D IMAGES POSSIBLES
Le télescope Webb contribue à affiner la constante de Hubble, suggérant une résolution au débat de longue date sur le taux d'expansion
Par Louise Lerner, Université de Chicago
Édité par Lisa Lock, relu par Robert Egan
Notes de la rédaction
Des scientifiques ont réalisé un nouveau calcul de la vitesse d'expansion de l'univers, en utilisant les données recueillies par le puissant nouveau télescope spatial James Webb sur plusieurs galaxies. Image de Webb d'une de ces galaxies, connue sous le nom de NGC 1365. Crédits : NASA, ESA, CSA, Janice Lee (NOIRLab), Alyssa Pagan (STScI)
Depuis une décennie, les scientifiques tentent de comprendre ce qui semble être une incohérence majeure dans l'univers. L'univers s'étend au fil du temps, mais sa vitesse semble différer selon qu'on l'observe au début de son histoire ou aujourd'hui. Si cela s'était avéré, cela aurait posé un problème majeur au modèle standard qui représente notre meilleure compréhension de l'univers.
Mais grâce au nouveau télescope spatial James Webb, des scientifiques de l'Université de Chicago ont pu recueillir de nouvelles données plus précises, suggérant qu'il n'y a peut-être pas de conflit.
« Ces nouvelles preuves suggèrent que notre Modèle standard de l'univers se confirme », a déclaré Wendy Freedman, professeure à l'Université de Chicago, figure de proue du débat sur ce taux d'expansion, connu sous le nom de constante de Hubble.
« Cela ne signifie pas que nous ne trouverons pas à l'avenir des éléments incompatibles avec le modèle, mais pour l'instant, la constante de Hubble ne semble pas être la solution », a-t-elle déclaré.
Espace, étoiles et supernovae
Il existe actuellement deux approches principales pour calculer la vitesse d'expansion de notre univers.
La première consiste à mesurer la lumière résiduelle du Big Bang, qui continue de se propager à travers l'univers. Ce rayonnement, appelé fond diffus cosmologique, renseigne les astronomes sur les conditions qui prévalaient aux premiers temps de l'univers.
Freedman, professeur d'astronomie et d'astrophysique à l'Université John et Marion Sullivan, se spécialise dans une seconde approche, qui consiste à mesurer la vitesse d'expansion actuelle de l'univers, dans notre voisinage astronomique local. Paradoxalement, c'est beaucoup plus complexe que de remonter dans le temps, car mesurer précisément les distances est très complexe.
Au cours des cinquante dernières années environ, les scientifiques ont mis au point plusieurs méthodes pour mesurer des distances relativement proches. L’une d’elles consiste à capter la lumière d’une classe particulière d’étoiles à leur luminosité maximale, lorsqu’elles explosent en supernova, à la fin de leur vie.
Si nous connaissons la luminosité maximale de ces supernovae, mesurer leur luminosité apparente nous permet de calculer leur distance. Des observations complémentaires nous indiquent la vitesse à laquelle la galaxie où la supernova s'est produite s'éloigne de nous. Freedman a également mis au point deux autres méthodes qui exploitent les connaissances actuelles sur deux autres types d'étoiles : les géantes rouges et les étoiles à carbone.
Cependant, de nombreuses corrections doivent être appliquées à ces mesures avant de pouvoir déterminer une distance définitive. Les scientifiques doivent d'abord tenir compte de la poussière cosmique qui atténue la lumière entre nous et ces étoiles lointaines dans leurs galaxies hôtes. Ils doivent également vérifier et corriger les différences de luminosité qui peuvent survenir au cours du temps cosmique. Enfin, les incertitudes subtiles liées aux instruments utilisés pour effectuer les mesures doivent être identifiées et corrigées.
Mais grâce aux avancées technologiques, comme le lancement du télescope spatial James Webb, beaucoup plus puissant, en 2021, les scientifiques ont pu affiner ces mesures.
« Nous avons plus que doublé notre échantillon de galaxies utilisé pour calibrer les supernovae », a déclaré Freedman. « L'amélioration statistique est significative. Cela renforce considérablement le résultat. »
Le dernier calcul de Freedman, qui intègre les données du télescope Hubble et du télescope spatial James Webb, obtient une valeur de 70,4 kilomètres par seconde par mégaparsec, plus ou moins 3 %.
Cela met sa valeur en accord statistique avec les mesures récentes du fond diffus cosmologique, qui est de 67,4, plus ou moins 0,7 %. Ces travaux sont publiés dans The Astrophysical Journal.
Le télescope Webb offre une résolution quatre fois supérieure à celle du télescope Hubble, ce qui lui permet d'identifier des étoiles individuelles précédemment détectées dans des groupes flous. Sa sensibilité est également environ dix fois supérieure, ce qui lui confère une plus grande précision et permet de trouver des objets d'intérêt encore plus faibles.
« Nous constatons à quel point le télescope spatial James Webb est fantastique pour mesurer avec précision les distances des galaxies », a déclaré Taylor Hoyt, co-auteur du Lawrence Berkeley Laboratory.
« Grâce à ses détecteurs infrarouges, nous pouvons voir à travers la poussière qui a toujours entravé la mesure précise des distances, et mesurer avec une précision bien supérieure la luminosité des étoiles », a ajouté Barry Madore, co-auteur de l'étude, de la Carnegie Institution for Science.
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« Extraordinairement difficile »
Freedman a expliqué que les astrophysiciens tentaient d'élaborer une théorie qui expliquerait les différents taux d'expansion à mesure que l'univers vieillit.
« Plus de 1 000 articles ont tenté de résoudre ce problème, et cela s'est avéré extrêmement difficile », a-t-elle déclaré.
Les scientifiques cherchent toujours des failles dans le Modèle standard qui décrit l'univers, ce qui pourrait apporter des indices sur la nature de deux grands mystères : la matière noire et l'énergie noire. Mais la constante de Hubble semble de moins en moins être la cible à explorer.
Freedman et son équipe utiliseront le télescope Webb l'année prochaine pour effectuer des mesures dans un groupe de galaxies appelé l'amas de Coma, ce qui devrait fournir davantage de données sous un angle différent, a-t-elle déclaré.
« Ces mesures nous permettront de mesurer directement la constante de Hubble, sans avoir recours aux supernovae. Je suis optimiste quant à la résolution de ce problème dans les prochaines années, grâce à l'amélioration de la précision de ces mesures », a-t-elle ajouté.
Plus d'informations : Wendy L. Freedman et al., Status Report on the Chicago-Carnegie Hubble P
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RESUME
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Le télescope Webb contribue à affiner la constante de Hubble, suggérant une résolution au débat de longue date sur le taux d'expansion.
Depuis une décennie, les scientifiques tentent de comprendre ce qui semble être une incohérence majeure dans l'univers. L'univers s'étend au fil du temps, mais sa vitesse semble différer selon qu'on l'observe au début de son histoire ou aujourd'hui. Si cela s'avérait vrai, cela aurait posé un problème majeur au modèle de référence qui représente notre meilleure compréhension de l'univers.
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COMMENTAIRES
Je n arrette pas de dire à mes lecteurs et ames émèves que nous ne savons mesurer les dfistances correctement au dela d un certain éloignement et que nos meuezs de vitesses devient dans ces cas là incertaine :...Ceci ne doit pas emecher de remettre en cause le Modèle S tandard .... Les auteurs ne passeront pas a la guilltine !!!!
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More information: Wendy L. Freedman et al, Status Report on the Chicago-Carnegie Hubble Program (CCHP): Measurement of the Hubble Constant Using the Hubble and James Webb Space Telescopes, The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/adce78
Journal information: Astrophysical Journal
Provided by University of Chicago
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