Dans la revue Nature, une équipe qui s’est appuyée sur le James Webb Telescope décrit la découverte de l’un des objets les plus éloignés jamais vus. La lumière de cette galaxie quasi invisible est également la plus faible jamais détectée. En quoi cette nouvelle est-elle importante ?
Lancé en décembre 2021, le James Webb Telescope a pour objectif de sonder les profondeurs de l’univers à la recherche des premières étoiles et galaxies formées après le Big Bang. Et l’observatoire ne déçoit pas, bien au contraire. Il y a plusieurs semaines, une équipe d’astronomes annonçait en effet avoir officiellement identifié les quatre galaxies les plus éloignées jamais vues à plus de treize milliards d’années-lumière de la Terre.
Appelée JD1, cette galaxie nouvellement identifiée s’est formée à la même époque. Scintillant de l’intérieur de la constellation du Sculpteur, dans le ciel austral, sa lumière a quitté sa source alors que l’univers n’avait que 4% de son âge actuel. Elle a ensuite traversé l’amas de galaxies Abell 2744, dont l’attraction gravitationnelle déformant l’espace-temps a agi comme une « loupe géante », permettant finalement au James Webb Telescope d’identifier sa présence. Cette ancienne galaxie se distingue également par sa très faible luminosité. Et c’est justement tout l’intérêt de cette découverte.
Un « agent » de la réionisation
Au cours des premières centaines de millions d’années après le Big Bang, l’univers en expansion s’était suffisamment refroidi pour permettre aux protons de se lier aux électrons. Cela a eu pour effet de créer une vaste enveloppe d’hydrogène gazeux qui à l’époque bloquait encore la lumière. Autrement dit, l’univers était encore très sombre. Puis les premières étoiles et galaxies ont coagulé, émettant alors une lumière ultraviolette. Cette lumière a finalement permis d’ioniser à nouveau ces vastes enveloppes d’hydrogène, décomposant cette matière en protons et en électrons. Dès lors, l’univers s’est de nouveau éclairci.
Au cours de cette période dite de réionisation, ces premières galaxies ont utilisé une grande partie de leur lumière pour dissiper cet étouffant brouillard d’hydrogène. De ce fait, leur apparence réelle est longtemps restée un mystère pour les astronomes.
Par ailleurs, la plupart des galaxies trouvées jusqu’à présent avec le James Webb Telescope sont des galaxies brillantes qui ne sont pas vraiment représentatives des jeunes galaxies qui peuplaient l’univers primitif. Autrement dit, elles ne sont pas considérées comme les principaux agents ayant permis de dissiper tout ce brouillard d’hydrogène pour permettre à la lumière ultraviolette de voyager sans entrave dans l’espace et le temps. Les galaxies ultra-faibles telles que JD1 sont en revanche beaucoup plus représentatives de ces objets. C’est pourquoi sa découverte est importante.
