La Microlentille gravitationnelle pour mesurer directement la masse d’une étoile

Albert Einstein considérait qu’on ne pourrait jamais observer directement ce phénomène, mais des chercheurs ont utilisé la microlentille gravitationnelle pour déterminer directement la masse d’une étoile de type naine blanche.


Albert Einstein considérait qu'on ne pourrait jamais observer directement ce phénomène, mais des chercheurs ont utilisé la microlentille gravitationnelle pour déterminer directement la masse d'une étoile de type naine blanche.
Crédit : NASA, ESA, and A. Feild (STScI)

Un peu plus de 100 ans après qu’Einstein ait développé sa théorie de la , les chercheurs ont utilisé ses lois pour observer quelque chose qui était considéré comme quelque chose d’impossible par Einstein. Dans un papier dans la revue Science en 1936, Einstein estimait que ce phénomène serait impossible à observer de manière directe. Cette prédiction est que la lumière d’une étoile déformée par la gravité permet de déterminer la masse de cette étoile. Mais des chercheurs viennent de démontrer la véracité de cette prédiction avec une naine blanche.

Ces résultats décrivent une nouvelle technique pour déterminer les masses d’objets en sachant que les précédentes techniques étaient difficiles. L’une des principales prédictions de la relativité générale énoncée par Einstein était que la courbure de l’espace-temps près d’un corps massif, comme une étoile, provoque la déviation d’un rayon de lumière près de cette étoile. Cette déviation serait 2 fois plus importante par rapport aux prédictions de la mécanique classique de Newton.

Quand une étoile au premier plan se trouve entre nous et une étoile en arrière-plan, alors Einstein a prédit un phénomène connu comme une . Cette Microlentille gravitationnelle crée un anneau de lumière parfaitement circulaire surnommé comme l’anneau d’Einstein. On a vu la première preuve de la courbure de la lumière pendant une éclipse en 1919 en fournissant l’une des premières preuves convaincantes de la théorie générale de la relativité d’Einstein.

Mais en dépit de 100 ans de progrès technologique, on n’a jamais observé un scénario qui implique 2 étoiles hors alignement pour former un anneau d’Einstein en dehors du système solaire. Selon les termes d’Einstein en personne, une telle asymétrie serait remarquable parce qu’on verrait l’étoile en arrière-plan qui serait décentrée de telle manière qu’on pourrait l’utiliser pour déterminer directement la masse de l’étoile de premier plan.

Désormais, Kailash Chandra Sahu et ses collègues ont utilisé le télescope spatial Hubble et ils ont recherché un alignement asymétrique sur plus de 5 000 étoiles. Ils se sont rendu compte que la naine blanche Stein 2051 B devait avoir cet alignement en mars 2014. Les chercheurs ont utilisé le télescope spatial Hubble pour observer le phénomène en mesurant de minuscules changements dans la position apparente d’une étoile derrière la naine blanche. En se basant sur leurs données, les chercheurs estiment que la masse de la naine blanche représente environ 68 % de celle de notre soleil. La mesure de la masse de Stein 2051 B détient des implications importantes pour comprendre l’évolution des naines blanches. La majorité des étoiles qui se sont formées dans la galaxie incluant le soleil deviendront ou sont déjà des naines blanches.

Source : Science (http://dx.doi.org/10.1126/science.aal2879)

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Jacqueline Charpentier

Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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