À la chasse au Quasar Jumeau près de NGC 3079

Certains objets sont impressionnants parce qu’ils sont brillants, détaillés, et immédiatement lisibles à l’image. D’autres sont impressionnants parce qu’ils tiennent sur quelques pixels, ressemblent presque à un artefact de traitement, et représentent pourtant une des choses les plus fascinantes qu’on puisse pointer avec un télescope.

Celui-ci est clairement dans la deuxième catégorie.

En mars 2026, j’ai tenté d’imager Q0957+561, aussi appelé Quasar Jumeau ou Double Quasar, près de NGC 3079 dans la Grande Ourse. Ce n’est pas un objet spectaculaire au sens classique de l’astrophotographie. Pas de grands bras spiraux détaillés, pas de nébuleuse colorée, pas de nuages de poussière dramatiques.

Juste deux minuscules points de lumière, séparés d’environ six secondes d’arc, qui proviennent du même quasar.

Ce qui est assez absurde, quand on y pense.

La cible : Q0957+561

Q0957+561 est un quasar soumis à un effet de lentille gravitationnelle. Ce que l’on voit comme deux points de lumière est en réalité un seul quasar extrêmement lointain, dont l’image est dédoublée par la gravité d’une galaxie située en avant-plan, ainsi que par son amas.

Il a été découvert en 1979 et est devenu le premier système confirmé de lentille gravitationnelle. L’article de découverte décrivait deux objets de type quasar, de magnitude 17, séparés de 5,7 secondes d’arc.

La distance couramment citée pour le quasar est d’environ 8,7 milliards d’années-lumière, tandis que la galaxie qui joue le rôle de lentille est beaucoup plus proche, autour de 3,7 milliards d’années-lumière. Comme toujours avec les distances cosmologiques, les détails dépendent de la définition utilisée, mais l’idée générale est simple : c’est très, très loin.

Et le détail le plus amusant, c’est que les deux images n’arrivent pas exactement en même temps. Comme la lumière emprunte deux chemins différents autour de la lentille gravitationnelle, une des deux images nous parvient environ 417 jours avant l’autre. En regardant les deux points, on voit donc le même objet à deux moments différents, séparés d’un peu plus d’un an.

L’astronomie a ce don particulier de rendre philosophiques deux pixels un peu flous.

Pourquoi ce n’était pas gagné d’avance

Mon setup n’est pas exactement conçu pour résoudre des lentilles gravitationnelles.

La configuration utilisée :

• lunette APO de 80 mm
• 480 mm de focale native
• réducteur 0,79×
• focale effective : environ 379 mm
• caméra astro basée sur un capteur 533
• taille des pixels : 3,76 µm

Ce qui donne un échantillonnage d’environ :

206,265 × 3,76 / 379 ≈ 2,05 secondes d'arc par pixel

Les deux images du quasar sont séparées d’environ 5,7 secondes d’arc, donc à l’échantillonnage natif cela représente seulement :

5,7 / 2,05 ≈ 2,8 pixels

Ce n’est pas énorme.

En théorie, c’est suffisant pour montrer une élongation, voire une séparation, si le seeing, la mise au point, le suivi, l’échantillonnage et le traitement coopèrent. En pratique, “si tout coopère” est une phrase très ambitieuse en astrophotographie. Il y a toujours quelque chose qui n’est pas parfaitement aligné, et parfois ce quelque chose, c’est simplement le ciel.

Le drizzle à la rescousse

L’image finale a été traitée avec un drizzle 2×, et ça a clairement aidé.

Le drizzle est une technique de reconstruction développée à l’origine pour des images astronomiques sous-échantillonnées. La version courte : au lieu d’empiler simplement les images sur la même grille de pixels, le drizzle utilise les petits décalages naturels entre les poses pour reconstruire une image sur une grille de résolution plus fine.

Ce n’est pas magique. Ça ne crée pas des détails qui n’ont jamais été capturés, et ça ne compense pas un mauvais seeing ou une mauvaise mise au point. Mais quand les données sont sous-échantillonnées et que l’on dispose d’assez de poses légèrement décalées, le drizzle peut récupérer de l’information spatiale qui serait autrement écrasée dans la grille de pixels d’origine.

Avec un drizzle 2×, mon échantillonnage effectif passe à environ :

2,05 / 2 ≈ 1,02 seconde d'arc par pixel

À cette échelle, la séparation de 5,7 secondes d’arc correspond à environ 5,6 pixels dans l’image traitée. C’est toujours petit, mais beaucoup plus exploitable que 2,8 pixels.

Et visiblement, c’était suffisant.

Le résultat

Le crop montre une petite séparation visible à la position attendue de PGC 251826 / Q0957+561.

Ce n’est pas une image de Hubble. Même pas de loin. Mais c’est une détection reconnaissable de la structure double avec une petite lunette depuis un setup amateur, et c’est exactement ce qui rendait la cible intéressante.

C’est une des choses que j’aime le plus en astrophotographie amateur : parfois, le résultat intéressant n’est pas l’image la plus esthétique. Parfois, la victoire consiste à détecter quelque chose d’absurdement lointain et physiquement significatif avec du matériel qui, sur le papier, n’a pas vraiment l’air taillé pour ça.

La galaxie principale du champ, NGC 3079, donne un bon contexte visuel. Elle rend l’image plus lisible, puis le quasar jumeau juste à côté rappelle que l’arrière-plan du ciel n’est pas seulement un décor.

Le morceau de science, rapidement

La lentille gravitationnelle est une prédiction de la relativité générale : la masse courbe l’espace-temps, et la lumière suit cette courbure.

Dans le cas de Q0957+561, une galaxie massive en avant-plan, accompagnée de son amas, dévie la lumière d’un quasar beaucoup plus lointain. La géométrie est suffisamment alignée pour que la Terre reçoive deux chemins lumineux distincts provenant de la même source. Le quasar apparaît donc dédoublé.

Les deux images ne sont pas parfaitement simultanées. Les chemins lumineux n’ont pas exactement la même longueur et traversent différemment le potentiel gravitationnel de la lentille, ce qui produit ce délai d’environ 417 jours entre les deux images.

Cette minuscule paire de points montre donc plusieurs choses à la fois :

• un quasar situé à plusieurs milliards d’années-lumière ;
• un effet de lentille gravitationnelle ;
• le même objet observé à deux moments différents ;
• ma capacité à zoomer à 300 % en me demandant si je regarde un vrai signal ou mon propre optimisme.

Le traitement astro est une bonne école d’humilité.

Ce que j’en retiens

Cette cible m’a rappelé que la résolution ne se résume pas à la focale. L’échantillonnage, le seeing, la mise au point, le suivi, le temps d’intégration et le traitement jouent tous un rôle.

À mon échantillonnage natif, le Quasar Jumeau était vraiment à la limite de ce que je pensais pouvoir séparer proprement. Le drizzle n’a pas transformé la lunette en télescope de deux mètres, mais il a permis de mieux exploiter les données disponibles. Sans lui, le résultat aurait probablement été beaucoup moins convaincant.

C’est aussi un bon rappel que toutes les cibles ne doivent pas forcément être abordées comme de belles images. Certaines sont intéressantes pour ce qu’elles sont, pas pour leur apparence.

Deux petits points faibles près de NGC 3079 ne gagneront probablement pas de concours esthétique. Mais c’est la première lentille gravitationnelle confirmée, un quasar à environ 8,7 milliards d’années-lumière, et deux images du même objet séparées par un délai d’environ 417 jours.

Ça me suffit largement.

Sources et lectures complémentaires

• Walsh, Carswell & Weymann, 1979 — article de découverte, NASA ADS
• Fian et al., 2023 — Q0957+561 comme premier système de lentille gravitationnelle identifié
• Fian et al., 2021 — utilisation d’un délai de 417 jours pour l’image B
• Wambsganss, 1998 — revue sur les lentilles gravitationnelles en astronomie