Lorsque vous essayez de résoudre l’une des furthermore grandes énigmes de la cosmologie, vous devez vérifier trois fois vos devoirs. L’énigme, appelée « pressure de Hubble », est que le taux actuel d’expansion de l’univers est in addition rapide que ce à quoi les astronomes s’attendent, sur la foundation des conditions initiales de l’univers et de notre compréhension actuelle de l’évolution de l’univers.
Les scientifiques utilisant le télescope spatial Hubble de la NASA et de nombreux autres télescopes trouvent systématiquement un nombre qui ne correspond pas aux prévisions basées sur les observations de la mission Planck de l'ESA (Agence spatiale européenne). La résolution de cet écart nécessite-t-elle une nouvelle physique ? Ou est-ce le résultat d’erreurs de mesure entre les deux méthodes différentes utilisées pour déterminer le taux d’expansion de l’espace ?
Hubble mesure le taux actuel d'growth de l'univers depuis 30 ans et les astronomes veulent éliminer tout doute persistant quant à son exactitude. Aujourd'hui, Hubble et le télescope spatial James Webb de la NASA se sont associés pour produire des mesures définitives, renforçant ainsi l'hypothèse selon laquelle quelque selected d'autre – et non des erreurs de mesure – affect le taux d'expansion.
« Une fois les erreurs de mesure annulées, ce qui reste est la possibilité réelle et passionnante que nous ayons mal compris l'univers », a déclaré Adam Riess, physicien à l'Université Johns Hopkins de Baltimore. Riess est titulaire d'un prix Nobel pour avoir co-découvert le fait que l'expansion de l'univers s'accélère, en raison d'un phénomène mystérieux désormais appelé « énergie noire ».
À titre de vérification croisée, une première observation de Webb en 2023 a confirmé que les mesures de Hubble sur l’univers en growth étaient exactes. Cependant, dans l'espoir d'atténuer la pressure de Hubble, certains scientifiques ont émis l'hypothèse que des erreurs invisibles dans les mesures pourraient augmenter et devenir visibles à mesure que nous approfondissons l'univers. En particulier, l’encombrement stellaire pourrait affecter de manière systématique les mesures de luminosité d’étoiles plus éloignées.
L'équipe SH0ES (Supernova H0 for the Equation of Condition of Dark Strength), dirigée par Riess, a obtenu des observations supplémentaires avec Webb d'objets qui sont des marqueurs cosmiques critiques, connus sous le nom d'étoiles variables céphéides, qui peuvent désormais être corrélées avec les données de Hubble.
« Nous avons désormais couvert toute la gamme de ce que Hubble a observé, et nous pouvons exclure une erreur de mesure comme induce de la pressure de Hubble avec une très grande confiance », a déclaré Riess.
Les premières observations Webb de l'équipe en 2023 ont réussi à montrer que Hubble était sur la bonne voie en établissant fermement la fidélité des premiers échelons de ce que l'on appelle l'échelle de length cosmique.
Les astronomes utilisent diverses méthodes pour mesurer les distances relations dans l'univers, en fonction de l'objet observé. Collectivement, ces strategies sont connues sous le nom d'échelle de distance cosmique : chaque échelon ou method de mesure s'appuie sur l'étape précédente d'étalonnage.
Mais certains astronomes ont suggéré qu'en se déplaçant vers l'extérieur le prolonged du « deuxième échelon », l'échelle de distance cosmique pourrait devenir fragile si les mesures des Céphéides devenaient moins précises avec la length. De telles inexactitudes pourraient se produire parce que la lumière d’une céphéide pourrait se mélanger à celle d’une étoile adjacente – un effet qui pourrait devenir plus prononcé avec la distance à mesure que les étoiles se rassemblent et deviennent in addition difficiles à distinguer les unes des autres.
Le défi de l'observation est que les visuals passées de Hubble de ces variables céphéides additionally éloignées semblent in addition regroupées et se chevauchent avec des étoiles voisines à des distances de plus en moreover grandes entre nous et leurs galaxies hôtes, ce qui nécessite une prise en compte minutieuse de cet effet. La présence de poussière complique encore davantage la certitude des mesures en lumière noticeable. Webb coupe la poussière et isole naturellement les Céphéides des étoiles voisines car sa vision est as well as nette que celle de Hubble dans les longueurs d'onde infrarouges.
« La combinaison de Webb et de Hubble nous offre le meilleur des deux mondes. Nous constatons que les mesures de Hubble restent fiables à mesure que nous progressons sur l'échelle des distances cosmiques », a déclaré Riess.
Les nouvelles observations de Webb incluent cinq galaxies hôtes de huit supernovae de kind Ia contenant un total de 1 000 Céphéides, et s'étendent jusqu'à la galaxie la furthermore éloignée où les Céphéides ont été bien mesurées – NGC 5468 – à une distance de 130 thousands and thousands d'années-lumière. « Cela couvre toute la plage dans laquelle nous avons effectué des mesures avec Hubble. Nous sommes donc allés au bout du deuxième échelon de l'échelle des distances cosmiques », a déclaré le co-auteur Gagandeep Anand du Space Telescope Science Institute de Baltimore, qui exploite les télescopes Webb et Hubble pour la NASA.
La affirmation supplémentaire par Hubble et Webb de la rigidity de Hubble fulfilled en area d'autres observatoires pour éventuellement résoudre le mystère. Le prochain télescope spatial romain Nancy Grace de la NASA effectuera de vastes études célestes pour étudier l'impact de l'énergie sombre, l'énergie mystérieuse qui accélère l'growth de l'univers. L'observatoire Euclide de l'ESA, avec la contribution de la NASA, poursuit une tâche similaire.
À l'heure actuelle, c'est comme si l'échelle de length observée par Hubble et Webb avait fermement fixé un place d'ancrage sur l'une des rives d'une rivière, et que la rémanence du significant bang observé par les mesures de Planck depuis le début de l'univers était fermement fixée de l'autre côté.. La façon dont l’expansion de l’univers a évolué au cours des milliards d’années entre ces deux points limites n’a pas encore été directement observée. « Nous devons découvrir s'il nous manque quelque chose sur la façon de relier le début de l'univers et nos jours », a déclaré Riess.
