À quel point l’Univers est-il sombre ? Bien qu’elle puisse paraître simple, cette question a longtemps intrigué les astronomes. Aujourd’hui, grâce aux avancées technologiques et aux missions spatiales ambitieuses, nous sommes en mesure de répondre à cette question fondamentale. Les dernières mesures effectuées par la sonde New Horizons révèlent en effet que l’espace profond est bien plus sombre que ce que l’on imaginait.
L’obscurité de l’espace quantifiée
En analysant les images prises par la sonde New Horizons, située aux confins du Système solaire, des chercheurs ont réussi à mesurer avec une précision inédite la luminosité de fond de l’Univers, c’est-à-dire la quantité de lumière extrêmement faible provenant de toutes les galaxies et étoiles qui ont brillé depuis sa naissance. Cette lumière résiduelle, appelée fond optique cosmologique (COB), est comparable au rayonnement fossile, la lumière issue du Big Bang qui baigne l’Univers.
Après avoir examiné les données, les chercheurs ont déterminé que l’espace profond est environ cent milliards de fois moins lumineux que la lumière du Soleil que nous percevons sur Terre. Cela signifie que même si l’Univers est rempli de milliards de galaxies, la lumière qu’elles émettent est tellement diluée dans l’immensité de l’espace qu’elle devient imperceptible à l’œil nu. En d’autres termes, si nous comparons la luminosité de l’espace profond à celle d’une ampoule, c’est comme si nous étions à des années-lumière de cette ampoule, dans une pièce totalement noire.
Cette valeur est cohérente avec les modèles cosmologiques actuels qui prédisent une quantité limitée de matière dans l’Univers. Cette « dilution » de la lumière dans l’immensité de l’espace est liée à plusieurs facteurs, dont l’expansion continue de l’univers qui joue un rôle majeur. Même sans cette expansion, la simple distance qui nous sépare des galaxies les plus lointaines suffit également à atténuer considérablement leur luminosité. Enfin, la lumière qui parcourt l’espace peut être absorbée par des nuages de gaz et de poussière interstellaires. Cela contribue également à atténuer la luminosité des objets célestes.
Un défi technique
Mesurer la faible lueur de fond de l’Univers représente naturellement un défi de taille. Cette lumière extrêmement faible est en effet noyée dans celle diffusée par le Soleil, la Lune et les planètes ainsi que par la poussière interstellaire. De plus, les instruments scientifiques doivent être extrêmement sensibles pour cette détection.
C’est pourquoi les chercheurs ont choisi d’utiliser New Horizons, située à des milliards de kilomètres de la Terre, loin de toute source de lumière parasite. En pointant sa caméra vers des régions du ciel dépourvues d’étoiles brillantes, la sonde a ainsi pu capturer des images de l’espace profond avec une qualité inégalée.
Les implications de cette découverte
La mesure précise du fond optique cosmologique a de nombreuses implications pour notre compréhension de l’Univers. En analysant la distribution de la lumière dans le fond optique cosmologique, les astronomes peuvent notamment retracer l’histoire de la formation des galaxies et des étoiles. La mesure du COB fournit également des informations précieuses sur la densité de la matière dans l’Univers et sur l’expansion de ce dernier. Enfin, en comparant les mesures du COB avec les modèles théoriques, les astronomes peuvent aussi rechercher d’éventuelles sources de lumière inconnues, comme des particules exotiques ou des phénomènes physiques encore inexpliqués.
Cette découverte marque donc une nouvelle étape dans notre exploration de l’Univers. En mesurant l’obscurité de l’espace, nous nous rapprochons de la compréhension des origines de tout ce qui existe. Les prochaines missions spatiales, équipées d’instruments toujours plus performants, nous permettront d’affiner nos mesures et de percer davantage les mystères du cosmos.
Les détails de l’étude sont publiés dans The Astrophysical Journal.
