Résoudre le mystère : comment les télescopes voient le passé cosmique

Les télescopes ne voient pas seulement loin : ils sont comme des « machines à remonter le temps » qui regardent dans le temps depuis les débuts de l'univers, il y a des milliards d'années.

Lorsque vous contemplez le ciel nocturne, les lumières scintillantes des étoiles sont en réalité des messages du passé. Ces objets célestes ont émis de la lumière il y a des millions, voire des milliards d'années, et viennent tout juste d'atteindre la Terre. Alors, comment les télescopes peuvent-ils « voir » des galaxies aussi lointaines ?

Même si la Lune est si proche de nous, il faut encore 1,3 seconde à sa lumière pour atteindre les yeux de l'observateur. (Source : NASA)

Lumière – un message de l’univers antique

Les objets célestes de l'Univers émettent constamment un rayonnement électromagnétique, notamment de la lumière perceptible par l'œil humain. Cette lumière se propage à une vitesse d'environ 300 000 km/s. Lorsqu'on dit qu'une galaxie est à 13 milliards d'années-lumière de la Terre, cela signifie que la lumière de cette galaxie a mis 13 milliards d'années à nous atteindre. Les télescopes ne voient donc pas le présent, mais le passé de l'Univers.

L'œil humain a une capacité très limitée à collecter la lumière. Un télescope, quant à lui, agit comme un gigantesque collecteur de lumière. Sa capacité de collecte est proportionnelle au carré du diamètre du miroir primaire. Par exemple, un télescope de 2 m de diamètre a une capacité de collecte de lumière quatre fois supérieure à celle d'un télescope de 1 m.

Le télescope, situé au sommet du Mauna Kea (Hawaï), possède un miroir de 10 m capable de capter 600 000 fois plus de lumière que l'œil humain. Grâce à cela, il peut observer des galaxies situées à plus de 13 milliards d'années-lumière.

L'observatoire Vera C. Rubin est l'un des télescopes terrestres les plus avancés au monde . (Source : Observatoire Rubin)

L'observatoire Vera C. Rubin est l'un des télescopes terrestres les plus avancés au monde, construit au sommet du Cerro Pachón, au Chili. Il verra ses premières lueurs le 23 juin 2025, date à laquelle le télescope entrera en service et enregistrera les premières images depuis l'espace.

En plus de sept heures d'observation, Rubin a pris 678 images, révélant des détails de la nébuleuse Trifide, de la nébuleuse de la Lagune et de milliers de galaxies lointaines. Parallèlement, le télescope a également découvert plus de 2 000 nouveaux astéroïdes, démontrant ainsi sa capacité à suivre les objets du Système solaire.

Rubin est entré dans une phase d’enquête de 10 ans – le Legacy Survey of Space and Time (LSST) – pour créer un « film cosmique » sur l’évolution des galaxies, des étoiles et des planètes.

L'amas de galaxies de la Chevelure se trouve à plus de 300 millions d'années-lumière de la Terre, preuve qu'une technologie permettant d'aider l'humanité a été découverte d'une manière inédite. (Source : Observatoire Rubin)

Quand la technologie aide l’humanité à voir l’invisible

Le télescope spatial James Webb (JWST), lancé en 2021, est l'instrument le plus avancé à ce jour. Son miroir primaire mesure 6,5 m de diamètre et sa surface de collecte lumineuse dépasse 25 m².

En raison de l'expansion de l'Univers, la lumière des galaxies lointaines est étirée dans les longueurs d'onde infrarouges – un phénomène appelé « décalage vers le rouge ». Le télescope Webb est conçu pour détecter cette lumière, nous permettant ainsi de remonter le temps jusqu'aux origines de l'Univers.

En août 2025, Webb a pris une photo du champ profond de Hubble – une minuscule région du ciel qui couvre seulement 1/12,7 millionième du ciel, mais qui contient plus de 2 500 galaxies lointaines, dont certaines se sont formées seulement 300 à 400 millions d’années après le Big Bang.

Télescope James Webb. (Source : NASA)

Le pouvoir de résolution d'un télescope dépend de son ouverture. Selon le critère de Rayleigh, la résolution angulaire est inversement proportionnelle au diamètre du miroir. Le télescope spatial Hubble, avec son ouverture de 2,4 m, a une résolution de 0,05 seconde d'arc, suffisante pour distinguer les étoiles individuelles de la galaxie d'Andromède, située à 2,5 millions d'années-lumière.

Le télescope européen extrêmement grand (ELT), en construction au Chili, sera doté d'un miroir primaire de 39,3 m. Une fois terminé, l'ELT offrira une résolution allant jusqu'à 0,001 seconde d'arc, permettant ainsi l'observation directe de la surface des planètes extrasolaires.

Les télescopes ne pénètrent pas l'espace, mais capturent et décodent d'anciens photons ayant parcouru des milliards d'années-lumière. Grâce aux technologies modernes, l'humanité repousse progressivement les limites de l'observation cosmique, découvrant les mystères de l'origine et de l'évolution des galaxies, des étoiles et des planètes.

Monsieur Quang

Source : https://vtcnews.vn/giai-ma-bi-an-cach-kinh-thien-van-nhin-thay-qua-khu-vu-tru-ar972298.html