2024-03-23 14:30:46
Depuis près de trois décennies, il est clair que l’expansion de l’Univers s’accélère. Une quantité inconnue, dramatiquement surnommée « énergie noire », divise l’Univers. Mais le taux d’expansion de l’Univers – appelé constante de Hubble – n’a pas encore été fixé à un chiffre unique.
Pas faute d’avoir essayé.
En fait, il existe plusieurs façons de le mesurer. Le problème est que ces méthodes ne s’accordent pas entre elles. Ils donnent chacun des nombres différents, ce qui constitue un casse-tête déroutant – et passionnant. Cela signifie qu’il pourrait y avoir de nouvelles physiques à découvrir, si nous y regardons attentivement.
Ce mystère est connu sous le nom de tension de Hubble, et il devient de plus en plus insoluble à mesure que les techniques de mesure deviennent plus précises. Les astronomes sont donc à la recherche de nouveaux et meilleurs moyens de mesurer l’expansion de l’Univers.
Dans un nouvel article publié cette semaine, trois scientifiques suisses décrivent une méthode permettant d’améliorer considérablement une technique de mesure.
La méthode utilise un sous-ensemble spécifique d’étoiles géantes rouges : de vieilles étoiles qui ont brûlé la majeure partie de l’hydrogène dans leur noyau. En vieillissant, les géantes rouges deviennent plus grandes, moins denses et plus sombres. Mais à un certain moment de leur évolution, ils passent de la combustion d’hydrogène à la combustion d’hélium, un changement qui provoque une augmentation spectaculaire de la luminosité. Les étoiles dans cette phase de leur vie sont considérées comme ayant atteint la « pointe de la branche géante rouge », ou TRGB.
Lorsque les étoiles du TRGB enflamment de l’hélium, elles atteignent un niveau de luminosité connu et mesuré de manière fiable : elles deviennent des « bougies standards », ce qui rend les mesures de distance entre elles plus précises.
C’est ce que ce nouveau document vise à faire.
«Les jeunes étoiles géantes rouges proches du TRGB sont un peu moins brillantes que leurs cousines plus âgées», explique l’auteur principal Richard Anderson. « Les oscillations acoustiques que nous observons sous forme de fluctuations de luminosité nous permettent de comprendre à quel type d’étoile nous avons affaire : les étoiles les plus anciennes oscillent à des fréquences plus basses – tout comme un baryton chante avec une voix plus grave qu’un ténor !
«Maintenant que nous pouvons distinguer l’âge des géantes rouges qui composent le TRGB, nous pourrons encore améliorer la mesure de la constante de Hubble basée sur celle-ci», explique Anderson.
C’est une bonne nouvelle, qui renforce la confiance dans notre compréhension de l’expansion de l’Univers. Cependant, à lui seul, il est peu probable que cela résolve la tension liée à Hubble. L’écart le plus grand parmi les différentes mesures de la constante de Hubble se situe entre les observations récentes de l’Univers : supernovae de type 1A, variables céphéides, kilonovae et géantes rouges ; et les premières observations de l’Univers : en particulier le fond diffus cosmologique.
Cette tension demeure. Néanmoins, plus nous pouvons être sûrs de l’exactitude de nos mesures, plus nous pouvons être sûrs qu’il y a quelque chose de nouveau dans le fonctionnement de l’Univers qui attend d’être découvert. La prise en compte des oscillations TRGB est une étape concrète dans cette direction.
Apprendre encore plus:
«Le baryton des Géantes Rouges affine les mesures de distance cosmique.» EPFL.
Richard Anderson, Nolan Koblischke et Laurent Eyer, « Les géantes rouges de petite amplitude expliquent la nature de la pointe de la branche de la géante rouge comme une bougie standard ». ApJL, 7 mars 2024.
Comme ça:
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