Mise à jour : 15 Août 2006

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Sommaire de ce numéro :

La constante de Hubble : Quelle valeur??? (15/08/2006)

Rien ne va plus : L'Univers serait plus âgé que prévu! (15/08/2006)

Les Planemos ont encore frappé : Des jumeaux vus par le VLT. (15/08/2006)

Une naine brune survit à une géante rouge : Nouvelle découverte de l'ESO. (15/08/2006)

Galex : Trois ans de bons et loyaux services en orbite. (15/08/2006)

Les rovers martiens.:.Spirit toujours sur le Parking. (15/08/2006)

Les rovers martiens : Opportunity voit Beagle Crater. (15/08/2006)

Mars :.De l'eau oxygénée sur Mars? (15/08/2006)

SMART :.La fin est proche. (15/08/2006)

Crash sur la Lune : C'est vilain de copier! (15/08/2006)

LA CONSTANTE DE HUBBLE : QUELLE VALEUR??? (15/08/2006)

Rappel : la constante de Hubble est le facteur trouvé par E Hubble et G Lemaître dans les années 1930, correspondant au taux d'expansion des galaxies entre elles.

En effet on avait trouvé que les galaxies éloignées nous fuaient de plus en plus vite, plus leurs distances étaient grandes, plus la vitesse était grande. (attention uniquement pour l'univers lointain, car par exemple Andromède nous fonce dessus, mais c'est un phénomène local).

Cette loi empirique a été à la base de la notion d'expansion de l'Univers.

Elle s'exprime de la façon suivante :

Vitesse d'expansion entre les galaxies = constante x distance ou V = H x D

Cette constante a été appelée constante de Hubble en l'honneur du grand astronome et notée H.

Cette constante s'exprime si on regarde les dimensions en vitesse par unité de distance. En astronomie il nous faut prendre des grandes unités de distances, la plus courante c'est le parsec (distance à laquelle se trouve un objet céleste que l'on voit sous le demi-angle de 1 seconde d'arc quand la Terre décrit son orbite; en d'autres mots correspond à une parallaxe de 1 seconde).

Son lien avec l'année lumière :

1 pc = 3,2 al = 206.000 UA 1 al = 0,3 pc = 63.000 UA

La constante de Hubble s'exprime généralement en km/s par Mpc (Méga parsec = 10⁶ pc)

Hubble l'avait fort mal déterminée, il avait trouvé quelques chose aux alentours de 500 km/s/Mpc, alors que sa valeur réelle est approximativement 8 à 10 fois plus faible.

D'ailleurs sa valeur a été longtemps incertaine.

Pourquoi cette valeur a t elle une importance?

Élémentaire mon cher Watson, remontons le film de l'expansion.

Si les galaxies s'éloignent les unes des autres à vitesse constante proportionnelle à leur distance, en remontant le passé, il existe un point où elles étaient très proches toutes les unes des autres. (le Big Bang).

En fait cela revient à dire que si on connaît la distance à une galaxie et sa vitesse d'expansion, on est capable de dire depuis combine de temps elle s'éloigne, donc de déterminer "l'age de l'Univers". Si le taux d'expansion est CONSTANT dans le temps, hypothèse de départ).

C'est en fait une grandeur inverse de la constante de Hubble (1/H) qu'il faut exprimer dans les bonnes unités, on l'appelle aussi le temps de Hubble.

Exemple si H = 65 km/s/Mpc (valeur a peu près admise) , on trouve 1/H = 15 milliards d'années.

La valeur absolue de H est importante car plus H est petit et plus l'Univers est vieux.

La constante de Hubble est calculée normalement en mesurant la vitesse d'éloignement des corps et en divisant par leur distance. Ceci suppose bien sûr que notre échelle de distance soit bonne et précise.

Bien entendu pour les objets très éloignés, on ne peut pas utiliser la méthode de la parallaxe, c'est le célèbre mathématicien Bessel qui utilisa le premier cette méthode pour mesurer un objet hors de notre système solaire, la constellation du Cygne, il trouva 0,3" d'angle (une prouesse en 1838!) ce qui correspondait à une distance de approx. 11 al.

Mais évidemment une telle méthode atteint vite ses limites, on emploie ensuite la méthode des chandelles standard (standard candles) ou Céphéides. Ce sont des étoiles pulsantes et c'est à Henrietta Leavitt qu'on doit d'avoir trouvé une caractéristique : Elle étudia différentes Céphéides dans le même endroit galactique et eut une INTUITION GÉNIALE : elle trouva une relation directe entre la magnitude apparente et la période de variation : la magnitude apparente (du max de luminosité par exemple) ou la luminosité apparente était linéaire avec le log de la période. Mesurer la période revenait à mesurer la distance pour peu qu'on ait un point de référence permettant d'étalonner la courbe, on l'a eu, une Céphéide proche que l'on put mesurer par parallaxe.

Cette méthode a aussi ses limites vers 1 milliard d'al.

Ensuite la méthode des Super Novas Ia prend le relais, c'est une autre histoire.

Vous avez compris le principe de proche en proche on passe d'une méthode de mesure à une autre.

Notre télescope spatial en X, Chandra vient de participer à la détermination de H.

Cette nouvelle valeur est cohérente avec les valeurs obtenues par d'autres méthodes et est valable sur les grandes distances (c'est à dire de plus en plus près du Big Bang).

C'est en combinant les informations X de Chandra avec les observations radio d'amas de galaxies, que les scientifiques ont déterminés leurs distances allant de 1,4 à 9,3 milliards d'années lumière.

Ils ont trouvé à cette occasion une valeur de 77 km/s/Mpc (+/- 15%) pour la constante de Hubble.

Ce résultat est en accord avec les valeurs trouvées par d'autres méthodes, notamment par le télescope spatial Hubble (72 +/-8 km/s/Mpc), de plus ce nouveau résultat est indépendant des méthodes précédentes et confirme l'age de l'Univers entre 12 et 14 milliards d'années.

La méthode employée est basée sur l'effet Sunyaev-Zeldovich (ou effet SZ car difficilement prononçable!), c'est l'interaction entre le plasma d'électrons chauds dans lequel se trouvent les mas de galaxies avec les photons du fond cosmologique (CMB).

Cette interaction perturbe la signature spectrale du CMB par effet Compton inverse, le photon gagne de l'énergie dans cette interaction. Lorsqu'on étudie le CMB en direction d'un tel amas par ondes radio, on mesure des photons plus chauds ce qui donne des informations sur l'épaisseur de l'amas et sur sa distance en combinant les informations du rayonnement X.

Cette technique a été mise en œuvre sur 38 amas de galaxies (galaxy clusters) dont on en voit quelques uns sur la photo jointe.

Les résultats sont publiés dans la revue : The Astrophysical Journal du 10 Août 2006 et dont vous pouvez avoir le texte gratuitement en pdf ICI.

On pourra consulter aussi l'excellent site de Hyperphysics sur la loi de Hubble et l'expansion de l'Univers (en anglais) ainsi que le non moins excellent site de G Villemin sur le même sujet (en français)