Une galaxie à des milliards d’années-lumière : comment mer une distance qu’aucune règle ne peut atteindre
Levez les yeux vers le ciel par une belle nuit d’été et fixez une étoile lointaine. La lumière qui parvient à votre rétine a parfois voyagé pendant des milliards d’années avant d’atteindre la Terre. Mais comment savons-nous que cette galaxie floue, à peine perceptible dans le viseur d’un télescope, se trouve à une distance aussi vertigineuse ? Aucun mètre ruban, aussi long soit-il, ne pourra jamais franchir un tel abîme. Les astronomes annoncent ces chiffres avec une remarquable assurance, grâce à des méthodes élaborées au fil des décennies.
Quand la Terre elle-même devient une règle géante
Tout commence par un geste simple : tendre le bras, lever le pouce et fermer alternativement chaque œil. Ce petit tour, c’est la parallaxe, et c’est la première marche de notre échelle cosmique. Les astronomes appliquent ce principe, mais à une échelle colossale. En observant une étoile à six mois d’intervalle, lorsque la Terre se trouve aux deux extrémités opposées de son orbite autour du Soleil, ils peuvent mer un léger déplacement angulaire de l’étoile par rapport aux astres plus éloignés. Cette technique fonctionne pour des étoiles relativement proches, dans un rayon de quelques milliers d’années-lumière.
Ces étoiles qui clignotent au rythme de leur luminosité
Certaines étoiles, appelées céphéides, pulsent à intervalles réguliers. Plus une céphéide met de temps à pulser, plus elle est intrinsèquement lumineuse. En comparant cette luminosité réelle à l’éclat perçu depuis la Terre, les astronomes peuvent déterminer la distance qui les sépare. Ces étoiles deviennent ainsi de véritables balises lumineuses, permettant d’étendre les mes jusqu’à plusieurs dizaines de millions d’années-lumière.
Les explosions cosmiques qui éclairent les confins de l’Univers
Pour atteindre les galaxies les plus reculées, les astronomes utilisent les supernovae de type Ia, des explosions d’étoiles qui surviennent lorsqu’une naine blanche aspire trop de matière. Ces explosions brillent toutes avec la même intensité réelle, ce qui en fait des chandelles standard visibles à travers des milliards d’années-lumière. En mesurant leur éclat apparent, les astronomes peuvent calculer la distance des galaxies les plus lointaines.
Une échelle de lumière pour prendre la me du cosmos
Aucune de ces méthodes ne fonctionne seule. Elles s’emboîtent comme les barreaux d’une échelle, chacune validant la suivante. La parallaxe calibre la luminosité des céphéides, qui à leur tour permettent d’étalonner les supernovae. Cette échelle des distances cosmiques repose sur une chaîne logique, reliant la géométrie de notre orbite aux explosions stellaires.
Ainsi, mer une galaxie lointaine repose sur une méthode rigoureuse qui permet de cartographier un territoire d’une ampleur inconcevable. La prochaine fois que vous lirez qu’une galaxie se trouve à des milliards d’années-lumière, sachez que ce chiffre repose sur un raisonnement scientifique solide.
Source : Science Post
