Ce nuage d'hydrogène est une véritable capsule temporelle du Big Bang

Une équipe d’astronomes annonçait il y a quelques jours avoir découvert la présence, 1,5 milliard d’années après le Big Bang, d’un nuage de gaz composé uniquement d’hydrogène. En d’autres termes, ce nuage « fossile » n’avait à cette époque pas encore été « pollué » par les étoiles.

Les premières étoiles de l’Univers n’étaient formées que d’hydrogène et d’hélium. Tous les autres éléments du tableau périodique sont apparus plus tard, formés après les premières générations d’étoiles. Ce n’est qu’une fois que ces objets ont explosé que ces éléments ont pu se disperser dans l’Univers. Environ 1,5 milliard d’années après le Big Bang, ces éléments lourds avaient déjà eu le temps d’apparaître et de se disperser. Une équipe d’astronomes explique pourtant avoir décelé la présence d’un nuage de gaz à cette époque – étiqueté LLS1723 – n’en montrant aucune trace visible. Celui-ci ne serait composé que d’hydrogène. Or, nous savons pourtant que les étoiles naissent, vivent et meurent dans ces nuages de gaz. Comment alors est-ce possible ?

Un nuage non pollué par les étoiles

« Partout où nous regardons, le gaz de l’Univers est pollué par des déchets d’éléments lourds d’explosions d’étoiles, explique Frédéric Robert, de l’Université de technologie Swinburne en Australie et principal auteur de l’étude publiée dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Mais ce nuage particulier semble vierge, non pollué par les étoiles, même 1,5 milliard d’années après le Big Bang ».

univers Big Bang hydrogène nuage — Dans cette structure à grande échelle de l’Univers, le gaz (bleu) tourbillonne autour des galaxies (jaunes). À l’intérieur des lignes bleues se cachent des poches d’hydrogène gazeux vierge, non polluées par les éléments lourds libérés par les explosions d’étoiles. C’est ce qu’annonce l’équipe de chercheurs : la découverte de l’un de ces « fossiles » gazeux du Big Bang. Crédits : TNG Collaboration

Capsule temporelle

Pour l’heure, les chercheurs n’avancent aucune explication claire. La seule hypothèse voudrait que ce nuage n’ait finalement jamais connu d’explosion d’étoile en son sein. Tout ce que dont nous sommes sûr, c’est que ce nuage d’hydrogène se présente comme une véritable capsule temporelle ayant conservé les toutes premières minutes de l’Univers. « Les nuages apparemment sans métaux – comme le LLS1723 – sont des vestiges de l’Univers primitif qui n’ont jamais été pollués par des débris stellaires », peut-on lire dans l’étude. Et plus nous pourrons étudier ces nuages, plus nous en apprendrons sur la prime jeunesse de notre Univers.

La découverte de ce nuage n’est par ailleurs pas inédite. Deux autres formations non « polluées » par les étoiles ont déjà été découvertes en 2011. Toutes ont été observées grâce au télescope optique de l’observatoire Keck, installé à Hawaii. Pour ces trois nuages, la méthode a été la même : s’appuyer sur des quasars lointains – quelques-uns des objets les plus brillants de l’Univers – pour « éclairer » les ombres gazeuses postées dans l’intervalle. Grâce à ces « lampes torches » cosmiques, les chercheurs sont en mesure d’analyser les longueurs d’onde (et donc les éléments) de la lumière émise à travers chaque nuage.

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