Les astronomes découvrent une nouvelle bougie standard

L'un des problèmes les plus délicats de l'astronomie est la mesure de la distance.

En théorie, la distance devrait être simple à calculer. Si vous connaissez la luminosité intrinsèque d'un objet, une simple mesure de sa luminosité apparente vous dira à quelle distance il se trouve (puisque la luminosité diminue comme l'inverse du carré de sa distance).

Ainsi en astronomie, le problème de la distance est intimement lié au problème de la connaissance de la luminosité intrinsèque d'un objet.

Mais c'est dur. Il n'y a tout simplement aucun moyen de déterminer la luminosité intrinsèque de la plupart des étoiles et des galaxies et donc aucun moyen de calculer leur distance.

Les astronomes ont cependant trouvé quelques exceptions. L'une est la variable Céphéide, une étoile dont la luminosité est liée à la vitesse à laquelle sa luminosité pulse. Donc, si vous connaissez la période de pulsation, vous pouvez calculer la luminosité intrinsèque.

Une autre est la supernova de type 1a, qui explose toutes avec à peu près la même masse et a donc la même luminosité intrinsèque.

Ces bougies dites standard sont les règles que les astronomes utilisent pour mesurer la distance dans l'univers. En tant que tels, ils sont extrêmement précieux.

Aujourd'hui, Darach Watson du Dark Cosmology Center de l'Université de Copenhague au Danemark et quelques amis, disent qu'ils ont mis au point un tout nouveau type de bougie standard qui mesure la distance aux noyaux galactiques actifs.

Les noyaux galactiques actifs sont des galaxies avec un trou noir supermassif central qui émet un rayonnement intense. Lorsque ce rayonnement frappe les nuages ​​de gaz à proximité, il les ionise, les faisant émettre une lumière caractéristique qui leur est propre.

Ces dernières années, les astronomes ont découvert qu'ils pouvaient voir à la fois les émissions du trou noir supermassif ainsi que les émissions des nuages ​​de gaz. Ceux-ci sont évidemment liés, mais le temps qu'il faut au rayonnement pour atteindre le nuage signifie que les changements ici sont en retard sur ceux du trou noir supermassif.

Ce retard, qui peut être mesuré avec une technique appelée cartographie de réverbération, est alors une mesure claire du rayon du nuage.

Mais comme le flux du rayonnement du trou noir diminue selon une loi du carré inverse, la luminosité de ces nuages ​​dépend également de leur rayon.

Ainsi, une bonne mesure de leur rayon donne également une indication de leur luminosité intrinsèque.

Maintenant Watson et co ont utilisé cette technique pour mesurer la distance à 38 noyaux galactiques actifs à des distances allant jusqu'à z=4. C'est nettement plus loin que ce qui est possible avec la supernova de type 1a, dont la distance ne peut pas être mesurée avec précision au-delà de z = 1,7.

Dire que c'est intéressant est un euphémisme. Lorsque les variables Céphéides ont été identifiées comme des bougies standard au début du 20e siècle, Edwin Hubble les a utilisées pour montrer que l'Univers était en expansion.

Lorsque les supernovas de type 1a ont été identifiées comme des bougies standard au début des années 1990, les astronomes les ont utilisées pour découvrir que l'expansion de l'Univers s'accélère.

Alors qu'en est-il des perspectives de cette nouvelle méthode ? Les noyaux galactiques actifs sont parmi les objets les plus brillants de l'univers. Les astronomes peuvent les voir à des distances allant jusqu'à environ z=7, ce qui correspond à seulement 750 millions d'années après le Big Bang.

Un moyen précis de déterminer leur distance aura certainement des implications profondes.

Réf : arxiv.org/abs/1109.4632 : Une nouvelle mesure de distance cosmologique utilisant AGN

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