Les astronomes ont peut-être trouvé une solution à la plus grande crise en cosmologie

Le mystère persistant de la vitesse d’expansion de l’Univers, qui a longtemps dérouté les scientifiques, pourrait enfin être sur le point de se résoudre. Des mesures récentes effectuées à l’aide du télescope spatial James-Webb (JWST) apportent des éléments nouveaux et encourageants. Ces résultats suggèrent que l’Univers s’étend à une vitesse d’environ 70 kilomètres par seconde par mégaparsec, offrant ainsi un espoir de résoudre ce qui est connu sous le nom de « tension de Hubble », une divergence dans les mesures de l’expansion de l’Univers qui a posé problème pendant près d’un siècle.

La tension de Hubble 

La tension de Hubble est une problématique cosmologique qui remet en question notre compréhension de l’Univers. Elle résulte de la différence entre les mesures de la constante de Hubble, qui décrit le taux d’expansion de l’Univers. Les scientifiques obtiennent cette constante en observant des phénomènes différents dans l’Univers. 

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Les mesures des signaux de l’Univers primitif connus sous le nom de « règles standard », tels que le fond diffus cosmologique et les oscillations acoustiques baryoniques, suggèrent un taux d’expansion de 67,4 kilomètres par seconde par mégaparsec. En revanche, les observations de phénomènes plus récents connus sous le nom de « bougies standard », comme les étoiles variables céphéides et les supernovae de type Ia, indiquent un taux plus élevé, autour de 74 kilomètres par seconde par mégaparsec.

Malgré le chevauchement des barres d’erreur de ces différentes mesures, cette divergence a conduit les scientifiques à se poser des questions sur la fiabilité des méthodes utilisées ou sur la possibilité de découvrir une nouvelle physique.

Les nouvelles données du télescope James-Webb

L’astronome Wendy Freedman de l’université de Chicago et son équipe travaillent depuis des années sur la mesure de la constante de Hubble en utilisant des méthodes alternatives aux « bougies standard » traditionnelles. Ils ont publié leurs résultats dans la revue The Astrophysical Journal, article que l’on peut consulter en accès libre sur arXiv. Ces dernières incluent les étoiles situées à l’extrémité de la branche des géantes rouges (TRGB), qui atteignent une luminosité uniforme, en faisant un outil précis pour mesurer les distances dans l’Univers proche. 

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Le télescope spatial James-Webb, le plus puissant jamais déployé, a permis de faire des avancées majeures. Freedman et son équipe ont utilisé le JWST pour observer non seulement les étoiles TRGB, mais aussi les étoiles variables céphéides et un type d’étoile géante riche en carbone, qui pourrait représenter une nouvelle catégorie de bougies standard en raison de sa luminosité stable. Les mesures effectuées sur ces trois types d’étoiles ont permis d’obtenir une multitude de données permettant de vérifier la constance et l’absence d’erreurs systématiques dans les mesures.

Les résultats obtenus montrent que les étoiles TRGB ont un taux d’expansion de 69,85 kilomètres par seconde par mégaparsec, tandis que les étoiles au carbone montrent un taux de 67,96 kilomètres par seconde par mégaparsec. Les étoiles variables céphéides, quant à elles, affichent un taux légèrement différent, à 72,05 kilomètres par seconde par mégaparsec, mais les barres d’erreur entre ces différentes mesures se chevauchent, suggérant une certaine cohérence.

Vers une réconciliation des données

Les résultats obtenus par Freedman et son équipe sont encourageants et pourraient marquer une avancée significative dans la résolution de la tension de Hubble. L’accord observé entre les mesures issues de trois types d’étoiles différents est perçu comme un signe fort que le modèle cosmologique standard pourrait rester valide pour expliquer l’évolution de l’Univers.

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Cependant, il est important de noter que la communauté scientifique reste prudente. Bien que les nouvelles mesures soient prometteuses, elles ne suffisent pas à résoudre définitivement la question. En effet, d’autres études, notamment une mesure récente du JWST basée sur les étoiles variables céphéides et les supernovae de type Ia, ont confirmé un taux d’expansion proche de 73 kilomètres par seconde par mégaparsec, en accord avec les mesures antérieures qui soutenaient la tension de Hubble.

Bien que les dernières mesures du télescope James-Webb offrent un espoir de réconciliation entre les différentes valeurs de la constante de Hubble, il reste encore beaucoup de travail à accomplir pour confirmer ces résultats. Des mesures supplémentaires seront nécessaires pour affiner ces estimations et peut-être révéler de nouvelles facettes de l’Univers que nous n’avons pas encore explorées. Par ailleurs, des astronomes font une étrange découverte aux confins du Système solaire.