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Ciel des Hommes

Lentille gravitationnelle

article de Fabrice Mottez

paru le 16 mai 2006

Amplification de la luminosité d’un objet céleste lointain par un astre massif situé entre cet objet et l’observateur.

D'après la théorie de la relativité générale, les objets massifs modifient la géométrie de l'espace (et du temps) dans leur voisinage. La lumière quant à elle emprunte toujours le chemin le plus court. Dans un espace modifié par la présence d'une masse, le chemin le plus court n'est pas nécessairement la ligne droite, et le trajet des rayons lumineux se courbe au voisinage d'astres massifs (étoiles, galaxies, amas de galaxies). Des calculs plus précis montrent qu'un astre massif isolé peut déformer l'image d'une source de lumière placée derrière cet astre, un peu comme le ferait une lentille en optique.

De nombreuses images de galaxies lointaines déformées par une galaxie plus proche et massive ont été observées. On observe même souvent plusieurs images de la même galaxie lointaine. L'étude de ces images permet de savoir quelle est la masse de l'astre (le moins lointain des deux) agissant comme une lentille.

Une étoile, bien qu'ayant une masse très inférieure à celle d'une galaxie, peut aussi agir comme une lentille gravitationnelle. L'effet est beaucoup moins fort, et on parle en fait de " micro lentille " gravitationnelle. Cette effet est observé lorsqu'une étoile, du fait de son mouvement propre, s'aligne avec les Terres (et les astronomes qui observent) et une autre étoile plus distante (cet alignement ne dure que quelques jours).

Des effets liés aux micro lentilles gravitationnelles lors d'occultations d'étoiles ont permis en 2005 la découverte d'une planète dont la masse pourrait ne pas excéder 5 masses terrestres. Les astronomes avaient observé dans ce cas deux micro lentilles : l'étoile dont on connaissait déjà l'existence, et la planète orbitant autour, inconnue jusqu'alors, et responsable d'un effet de micro-lentille ayant duré quelques heures.

 

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Schéma illustrant un effet de micro lentille gravitationnelle (amplification de la luminosité de l'objet d'arrière plan) engendré par le passage d'une naine brune dans la ligne de visée de l'observateur
Crédit : Macalester College

 

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