L’image d’une galaxie appelée Arc de Soleil, ou PSZ1 G311.65-18.48, a été reproduite douze fois par le télescope spatial Hubble grâce à un effet lentille gravitationnelle forte. L’objectif de l’instrument a rendu les images de cet objet éloigné dix à trente fois plus lumineuses. C’est ainsi que les astronomes ont réussi à l’étudier dans son environnement, de façon très détaillée.
L’Arc de Soleil se trouve à environ 11 milliards d’années-lumière de la Terre. C’est la galaxie la plus lumineuse jamais connue. Elle est apparue dans le ciel à cause de l’intensité de la gravité. Cette force invisible, qui dépend de la masse d’un objet, peut dévier la lumière.
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La gravité d’un amas de galaxies lointain a déformé le tissu de l’espace-temps et a rendu la galaxie du fond plus lumineuse. C’est l’effet de la lentille gravitationnelle, prédit par Einstein. Il est utilisé pour étudier les galaxies de l’Univers primitif.
Une lumière qui s’est échappée de sa galaxie
L’effet a divisé l’Arc de Soleil en plusieurs images. Il n’étire pas seulement l’image de fond, mais la multiplie également. Les images sont réparties sur quatre arcs majeurs. Trois sont visibles dans le coin supérieur droit, tandis qu’un autre se trouve dans le coin inférieur gauche.
Ce dernier est partiellement obscurci par une étoile lumineuse qui se trouve dans la Voie lactée.
Normalement, le rayonnement de ces étoiles ne devrait pas pouvoir s’échapper de leurs galaxies sans être absorbé par la matière interstellaire. La façon dont cette lumière s’est échappée reste un mystère. Peu de galaxies ont réussi à fuir les photons de haute énergie.
Les experts pensent que certains photons peuvent quitter la galaxie par des canaux étroits dans un milieu neutre et riche en gaz.
Une galaxie datant du début de l’Univers
Les études ont montré que l’Arc de Soleil ressemble aux galaxies qui existaient à l’époque du « ré ionisation ». Cette période date d’il y a cent cinquante millions d’années après le fameux Big Bang. Elle a marqué le début de l’Univers et a mis fin à l’âge des ténèbres.
Cette ère précédait à la création des premières étoiles, alors que tout était encore sombre et rempli d’hydrogène neutre. Les premières étoiles qui se sont formées ont apporté de la lumière en produisant les photons de haute énergie. Ce phénomène a converti l’hydrogène neutre en sa forme ionisée actuelle.