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La lumière zodiacale, c’est-à-dire la lumière solaire réfléchie par la poussière interplanétaire au niveau du Système solaire interne, contribue au bruit de fond qui pollue les observations du télescope Hubble pour les galaxies lointaines. En traitant les images de ce télescope pour s’affranchir de ce bruit, une nouvelle lumière émerge, dont la nature est encore inconnue.
Les archives des observations du télescope Hubble sont toujours susceptibles de fournir de nouvelles découvertes à qui sait les utiliser. On pourrait croire qu’elles ne peuvent concerner que les images des galaxies et des étoiles lointaines, mais le vénérable instrument a aussi été utilisé pour étudier le Système solaire. À cet égard, la Nasa vient de révéler qu’un groupe d’astronomes qui se sont investis dans le projet Sky-Sur, parmi lesquels se trouvent Tim Carleton et Rogier Windhorst de l’Arizona State University (USA), viennent de faire une découverte presque par sérendipité en effectuant des dizaines de milliers de mesures sur environ 200 000 images d’archives de Hubble. Il en a résulté plusieurs articles publiés que l’on peut trouver en accès libre sur arXiv.
À la base, il s’agissait de caractériser une sorte de bruit de fond lumineux issu du Système solaire. En effet, seulement 5 % environ de la lumière captée par Hubble provient d’objets au-delà du Système solaire. Il faut donc pouvoir caractériser et soustraire efficacement ce bruit de fond pour obtenir les caractérisations les plus précises possibles des galaxies lointaines et plus généralement des objets lointains les moins lumineux.
La lumière zodiacale
Une des sources de contaminations importantes est tout simplement la lumière zodiacale, c’est-à-dire une faible lueur de forme vaguement triangulaire visible sur le ciel nocturne et qui s’étend le long de l’axe du Soleil sur le plan de l’écliptique, et donc du zodiaque. On l’observe plus facilement après le coucher du Soleil au printemps ou avant son lever à l’automne, donc à l’aube. Les premières traces de son étude scientifique remontent au XVIIe siècle avec Giovanni Domenico Cassini et Nicolas Fatio de Duillier (voir à son sujet le livre de Jean-Pierre Luminet) qui avaient déjà avancé qu’il s’agissait de la lumière solaire réfléchie par des particules de poussières dans le plan de l’écliptique. Une première confirmation de cette hypothèse viendra bien plus tard au cours de la seconde moitié du XXe siècle avec les observations in situ des instruments des sondes Pioneer 10, Helios 1 et Helios 2 au cours des années 1970.
L’origine exacte de ces poussières interplanétaires a fait l’objet d’un long débat mais, aujourd’hui, on s’accorde à dire qu’elles ne proviennent pas des chocs entre les astéroïdes de la Ceinture principale mais bien des queues de comètes de la famille de Jupiter encore appelée famille des comètes joviennes (en anglais JFC pour Jupiter Family Comets). Il s’agit de comètes de courte période, entre un peu moins de 5 ans et un peu plus de 20 ans, la plupart d’entre elles possédant une période de révolution de 5,93 à 11,86 ans, c’est-à-dire une valeur comprise entre la période de révolution de la planète Jupiter et la moitié de celle-ci.
Mais, selon Carleton et Windhorst, même en soustrayant cette lumière zodiacale, il reste une faible lueur fantomatique équivalente à la lumière de dix lucioles réparties sur toute la voûte céleste. De précédentes observations de la sonde New Horizons suggéraient son existence mais elle est plus intense dans les données de Hubble concernant essentiellement des régions à moins de 3 milliards de kilomètres de la Terre, ce qui donne des indications plus précises sur son origine possible.
Bien qu’elle reste encore à strictement parler d’origine mystérieuse, les astronomes ont déjà quelques idées non exotiques à son sujet. Ainsi, pour Tim Carleton : « Une explication possible de la lueur résiduelle est que notre Système solaire interne contient une sphère ténue de poussière provenant de comètes qui tombent dans le Système solaire de toutes les directions, et que cette lueur est la lumière du Soleil se reflétant sur cette poussière. Si elle est réelle, cette coquille de poussière pourrait être un nouvel ajout à l’architecture connue du Système solaire. »
