Une équipe d’astronomes a pu observer des étoiles en train de se former incroyablement tôt dans la vie de l’Univers – seulement 250 millions d’années après le Big Bang, bien avant que la poussière cosmique ne s’installe.
L’Univers ne représentait que 2 % de son âge actuel et pourtant, certaines étoiles étaient bel et bien déjà établies. Une découverte qui rompt le record précédent concernant la preuve de la formation précoce d’étoiles. Il bat également celui de l’oxygène le plus ancien jamais détecté, à 13,28 milliards d’années-lumière (soit 500 millions d’années après le Big Bang) – le pistolet fumant de cette formation stellaire précoce. En découvrant des preuves de la formation d’étoiles 250 millions d’années seulement après le Big Bang, les astronomes s’approchent ainsi un peu plus des toutes premières étoiles de l’Univers.
« Nous avons observé la galaxie la plus lointaine connue à ce jour, et en analysant la lumière émise par les plus vieilles étoiles de cette galaxie, nous avons pu démontrer qu’elles se sont formées 250 millions d’années après le Big-Bang », note à l’AFP Nicolas Laporte de l’University College de Londres. Une véritable prouesse, tant la tâche est difficile. Les toutes premières années de l’Univers sont en effet réputées pour être délicates à étudier, tout rayonnement étant difficile à détecter par notre instrumentation – en particulier avant que l’Univers ait environ 300 millions d’années. Les objets de l’Univers deviennent ensuite progressivement plus faciles à observer, et c’est l’un d’entre eux qui fut le centre d’attention d’une équipe internationale d’astronomes dirigée par Takuya Hashimoto, de l’Observatoire astronomique national du Japon.
Au Chili, les chercheurs ont alors braqué le radiotélescope ALMA sur l’un des objets les plus connus de l’Univers, une galaxie appelée MACS1149-JD1. Ils expliquent alors avoir détecté une très faible lueur émise par de l’oxygène. Sur la base de la longueur d’onde de la lumière, étirée de l’infrarouge au micro-ondes par l’expansion de l’Univers, l’équipe a constaté que la galaxie se trouve à 13,28 milliards d’années-lumière, ce qui en fait la plus lointaine connue à ce jour. « Cette détection repousse les limites de l’Univers observable », explique Takuya Hashimoto de l’Université d’Osaka Sangyo au Japon et auteur principal de l’étude.
Pourquoi l’oxygène est-il si important ? Parce qu’au début de l’Univers, il n’y en avait pas. Il faut des étoiles qui meurent et qui explosent pour le créer. L’oxygène se forme en effet dans les étoiles, qui le libèrent ensuite dans l’espace environnant. Cette petite lueur aura ici permis aux astronomes d’avancer que des étoiles se sont formées à cet endroit, 250 millions d’années avant l’émission du signal. « Cette galaxie est vue à une époque où l’Univers n’avait que 500 millions d’années, et pourtant, il a déjà une population d’étoiles matures », poursuit Nicolas Laporte.
Ainsi, cette découverte prouve que les galaxies existaient antérieurement à celles que nous détectons actuellement au moyen de la méthode directe. Pour pouvoir remonter encore un peu plus dans le temps, il va falloir attendre l’arrivée de nouveaux télescopes comme le James Webb Space Telescope (JWST) ou l’European Extremely Large Telescope (ELT). Un jour peut-être, nous arriverons alors à dater « l’aube cosmique », c’est-à-dire le moment où est née la première galaxie, celui où le gaz primordial s’est transformé en un environnement propice à la vie.
Vous retrouverez tous les détails de cette étude dans la revue Nature.
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