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Inde : un signal radio reçu des confins de l’univers

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Le radiotélescope géant Meterwave, situé à Pune, en Inde. Crédit : Centre national de radioastrophysique)

En s’appuyant sur un effet de loupe gravitationnelle, des astronomes ont réussi à capter le signal radio d’une galaxie lointaine. Il s’agit du plus éloigné jamais enregistré. Son analyse pourrait ouvrir une fenêtre sur la formation de notre univers. Les détails de l’étude sont publiés dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Le signal de fréquence radio, capté par le radiotélescope géant Metrewave, en Inde, nous vient de la galaxie SDSSJ0826 + 5630 qui est située à 8,8 milliards d’années-lumière de la Terre. Autrement dit, cela signifie que le signal détecté a été émis alors que l’univers n’avait que 4,9 milliards d’années, soit à peu près un tiers de son âge actuel.

Ce signal représente une ligne d’émission de l’hydrogène neutre : l’élément le plus primordial de l’univers. Son analyse pourrait donc nous en apprendre davantage sur les premières étoiles de l’univers.

« Âge sombre »

Forgé environ 400 000 ans après le Big Bang, lorsque les protons et les électrons se sont liés pour la première fois aux neutrons, l’hydrogène neutre aurait baigné l’univers primitif tout au long de son « Âge sombre », avant l’apparition des premières étoiles et galaxies.

Les étoiles qui se forment émettent alors une lumière ultraviolette qui dépouille les atomes d’hydrogène des électrons environnants. Ils se retrouvent donc ionisés et ne sont de fait plus neutres. Peu à peu, les jeunes étoiles perdent en intensité ultraviolette et certains des atomes ionisés se recombinent finalement en hydrogène neutre. La détection et l’étude de cet élément peuvent ainsi nous éclairer sur la vie des premières étoiles ainsi que sur la période qui a précédé leur formation.

Rappelons que l’hydrogène neutre émet de la lumière à une longueur d’onde de 21 centimètres. Le problème est que ces signaux se retrouvent souvent noyés dans l’espace par les vastes distances cosmiques. Jusqu’à présent, le signal de ce type le plus éloigné détecté nous venait d’un objet situé à 4,4 milliards d’années-lumière. Le fait d’avoir pu capter un tel signal est donc un énorme pas en avant.

Pour y parvenir, les astronomes ont bénéficié d’un gros coup de pouce : celui de l’effet de loupe gravitationnelle.

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Image du signal radio de la galaxie. Crédits : Chakraborty & Roy/NCRA-TIFR/GMRT

Lentille gravitationnelle

Dans l’univers, plus un objet a de la masse, plus il a de l’influence gravitationnelle et plus il déforme le tissu de l’espace-temps (imaginez une boule de pétanque sur un matelas). Dès lors, une lumière en arrière-plan traversant cette zone paraîtra déviée et amplifiée de notre point de vue ( alors qu’en réalité la lumière file tout droit).

Dans ce cas, un objet situé entre la galaxie en formation d’étoiles SDSSJ0826 + 5630 et la Terre a permis d’amplifier le signal radio d’un facteur 30, permettant finalement au télescope de le capter.

Les chercheurs utiliseront désormais ces connaissances pour améliorer la cartographie de l’univers à travers ses différents âges cosmologiques et, espérons-le, identifier précisément l’époque à partir de laquelle les premières étoiles ont commencé à briller.

Brice Louvet

Rédigé par Brice Louvet

Brice est un journaliste passionné de sciences. Ses domaines favoris : l'espace et la paléontologie. Il collabore avec Sciencepost depuis près d'une décennie, partageant avec vous les nouvelles découvertes et les dossiers les plus intéressants.