Une nouvelle méthode pour mesurer de grandes distances astronomiques fournit aux chercheurs un critère cosmique pour déterminer avec précision à quelle distance les galaxies sont éloignées. «Nous avons mesuré une distance géométrique directe à la galaxie, indépendamment des complications et des hypothèses inhérentes à d'autres techniques. La mesure met en évidence une méthode précieuse qui peut être utilisée pour déterminer le taux d'expansion locale de l'Univers, ce qui est essentiel dans notre quête pour trouver la nature de l'énergie noire », a déclaré James Braatz, de l'Observatoire national de radioastronomie (NRAO), qui a pris la parole aujourd'hui lors de la réunion de l'American Astronomical Society à Pasadena, en Californie.
Braatz et ses collègues ont utilisé le Very Long Baseline Array (VLBA) de la National Science Foundation et le télescope Robert C. Byrd Green Bank (GBT), ainsi que le radiotélescope Effelsberg du Max Planck Institute for Radioastronomy (MPIfR) en Allemagne pour déterminer qu'une galaxie surnommé UGC 3789 est à 160 millions d'années-lumière de la Terre. Pour ce faire, ils ont mesuré avec précision la taille linéaire et angulaire d'un disque de matière en orbite autour du trou noir central de la galaxie. Les molécules d'eau dans le disque agissent comme des masers pour amplifier ou renforcer les ondes radio comme les lasers amplifient les ondes lumineuses.
L'observation est un élément clé d'un effort majeur pour mesurer le taux d'expansion de l'Univers, connu sous le nom de Constante de Hubble, avec une précision considérablement améliorée. Cet effort, disent les cosmologistes, est le meilleur moyen de restreindre les explications possibles de la nature de l'énergie noire. "La nouvelle mesure est importante car elle démontre une technique géométrique en une étape pour mesurer les distances aux galaxies suffisamment loin pour déduire le taux d'expansion de l'Univers", a déclaré Braatz.
L'énergie noire a été découverte en 1998 avec l'observation que l'expansion de l'Univers s'accélère. Il constitue 70% de la matière et de l'énergie de l'Univers, mais sa nature reste inconnue. La détermination de sa nature est l'un des problèmes les plus importants en astrophysique.
"Mesurer des distances précises est l'un des problèmes les plus anciens de l'astronomie, et l'application d'une technique de radio-astronomie relativement nouvelle à ce vieux problème est vitale pour résoudre l'un des plus grands défis de l'astrophysique du 21e siècle", a déclaré Mark Reid, membre du Harvard, membre de l'équipe. Centre Smithsonian d'astrophysique (CfA).
Les travaux sur l'UGC 3789 font suite à une mesure historique réalisée avec le VLBA en 1999, dans laquelle la distance jusqu'à la galaxie NGC 4258 - 23 millions d'années-lumière - a été directement mesurée en observant des masques d'eau dans un disque de matériau en orbite autour de son trou noir central. Cette mesure a permis d'affiner d'autres techniques indirectes de mesure de distance en utilisant des étoiles variables comme «bougies standard».
La mesure de l'UGC 3789 ajoute un nouveau milepost sept fois plus éloigné que le NGC 4258, lui-même trop proche pour mesurer directement la constante de Hubble. La vitesse à laquelle le NGC 4258 s'éloigne de la Voie lactée peut être influencée par des effets locaux. "L'UGC 3789 est suffisamment loin pour que la vitesse à laquelle il s'éloigne de la Voie lactée soit plus révélatrice de l'expansion de l'Univers", a déclaré Elizabeth Humphreys, membre de l'équipe du CfA.
Après la réalisation du NGC 4258, les astronomes ont utilisé le GBT très sensible pour rechercher d'autres galaxies avec des masques de molécules d'eau similaires dans des disques en orbite autour de leurs trous noirs centraux. Une fois les candidats trouvés, les astronomes ont ensuite utilisé le VLBA et le GBT avec le télescope Effelsberg pour faire des images des disques et mesurer leur structure de rotation détaillée, nécessaire pour les mesures de distance. Cet effort nécessite des observations pluriannuelles de chaque galaxie. L'UGC 3789 est la première galaxie du programme à fournir une distance aussi précise.
Le membre de l'équipe Cheng-Yu Kuo de l'Université de Virginie a présenté une image du disque maser dans NGC 6323, une galaxie encore plus éloignée que UGC 3789. C'est une étape vers l'utilisation de cette galaxie pour fournir une autre borne kilométrique cosmique précieuse. «La très haute sensibilité des télescopes permet de réaliser de telles images de galaxies même au-delà de 300 millions d'années-lumière», a déclaré Kuo.
Source: AAS
