Presque chaque mesure astronomique unique dépend de la constante de Hubble, un nombre qui calcule l'expansion de l'Univers. Cela confirme que l'Univers a encore entre 12 et 14 milliards d'années.
Un nombre extrêmement important qui spécifie le taux d'expansion de l'Univers, la soi-disant constante de Hubble, a été déterminé indépendamment à l'aide de l'observatoire de rayons X Chandra de la NASA. Cette nouvelle valeur correspond aux mesures récentes utilisant d'autres méthodes et étend leur validité à de plus grandes distances, permettant ainsi aux astronomes de sonder les époques antérieures de l'évolution de l'Univers.
"La raison pour laquelle ce résultat est si important est que nous avons besoin de la constante Hubble pour nous dire la taille de l'Univers, son âge et la quantité de matière qu'il contient", a déclaré Max Bonamente du Marshall Space Flight Center (MSFC) de la NASA à Huntsville, Ala., Auteur principal de l'article décrivant les résultats. "Les astronomes doivent absolument faire confiance à ce nombre car nous l'utilisons pour d'innombrables calculs."
La constante de Hubble est calculée en mesurant la vitesse à laquelle les objets s'éloignent de nous et en divisant par leur distance. La plupart des tentatives précédentes pour déterminer la constante de Hubble ont impliqué l'utilisation d'une approche en plusieurs étapes, ou échelle de distance, dans laquelle la distance aux galaxies proches est utilisée comme base pour déterminer de plus grandes distances.
L'approche la plus courante a été d'utiliser un type d'étoile pulsée bien étudié connu sous le nom de variable Céphéide, en conjonction avec des supernovae plus éloignées pour tracer des distances à travers l'Univers. Les scientifiques utilisant cette méthode et les observations du télescope spatial Hubble ont pu mesurer la constante de Hubble à 10% près. Cependant, seuls des contrôles indépendants leur donneraient la confiance qu'ils souhaitaient, étant donné qu'une grande partie de notre compréhension de l'Univers est en jeu.
En combinant les données des rayons X de Chandra avec les observations radio des amas de galaxies, l'équipe a déterminé les distances à 38 amas de galaxies allant de 1,4 milliard à 9,3 milliards d'années-lumière de la Terre. Ces résultats ne reposent pas sur l'échelle de distance traditionnelle. Bonamente et ses collègues trouvent la constante de Hubble à 77 kilomètres par seconde par mégaparsec (un mégaparsec équivaut à 3,26 millions d'années-lumière), avec une incertitude d'environ 15%.
Ce résultat correspond aux valeurs déterminées à l'aide d'autres techniques. La constante de Hubble avait précédemment été établie à 72, donnant ou prenant 8, kilomètres par seconde par kiloparsec sur la base des observations du télescope spatial Hubble. Le nouveau résultat Chandra est important car il offre la confirmation indépendante que les scientifiques ont cherché et fixe l'âge de l'Univers entre 12 et 14 milliards d'années.
"Ces nouveaux résultats sont entièrement indépendants de toutes les méthodes précédentes de mesure de la constante de Hubble", a déclaré Marshall Joy, membre de l'équipe également de MSFC.
Les astronomes ont utilisé un phénomène connu sous le nom d'effet Sunyaev-Zeldovich, où les photons dans le fond micro-ondes cosmique (CMB) interagissent avec les électrons dans le gaz chaud qui imprègne les énormes amas de galaxies. Les photons acquièrent de l'énergie à partir de cette interaction, ce qui déforme le signal du fond micro-ondes en direction des amas. L'ampleur de cette distorsion dépend de la densité et de la température des électrons chauds et de la taille physique de l'amas. En utilisant des radiotélescopes pour mesurer la distorsion du fond des micro-ondes et Chandra pour mesurer les propriétés du gaz chaud, la taille physique de l'amas peut être déterminée. A partir de cette taille physique et d'une simple mesure de l'angle sous-tendu par le cluster, les règles de géométrie peuvent être utilisées pour dériver sa distance. La constante de Hubble est déterminée en divisant les vitesses d'amas précédemment mesurées par ces nouvelles distances dérivées.
Ce projet a été soutenu par le concepteur de miroirs de télescope de Chandra, Leon Van Speybroeck, décédé en 2002. Les bases ont été jetées lorsque les membres de l'équipe John Carlstrom (Université de Chicago) et Marshall Joy ont obtenu des mesures radio prudentes des distorsions du rayonnement CMB à l'aide de la radio. télescopes à la baie de Berkeley-Illinois-Maryland et à l'observatoire radio de Caltech Owens Valley. Afin de mesurer les propriétés précises des rayons X du gaz dans ces amas éloignés, un télescope spatial à rayons X avec la résolution et la sensibilité de Chandra était nécessaire.
"C'était l'un des objectifs de Leon de voir ce projet se réaliser, et je suis très fier de voir ce projet se concrétiser", a déclaré le scientifique du projet Chandra, Martin Weisskopf de MSFC.
Les résultats sont décrits dans un article paru dans le numéro du 10 août de The Astrophysical Journal. MSFC gère le programme Chandra pour la Direction des missions scientifiques de l'agence. Le Smithsonian Astrophysical Observatory contrôle les opérations scientifiques et aériennes du Chandra X-ray Center, Cambridge, Mass.
Source d'origine: Chandra News Release
