Une équipe d’astronomes s’est récemment concentrée sur GN-z11, considérée depuis quelques années comme la plus ancienne galaxie détectée. De notre point de vue, les chercheurs confirment que cette galaxie est bien la plus éloignée jamais observée.
Mesurer la distance des galaxies
Dès sa découverte il y a environ quatre ans, GN-z11, retrouvée dans la constellation de la Grande Ourse, a été considérée comme la plus lointaine et la plus ancienne galaxie connue dans l’univers observable. Et pour cause, d’après les observation de Hubble, les astronomes avaient estimé que cet objet s’était formé il y a plus ou moins 13,4 milliards d’années. Soit environ 400 millions d’années seulement après le Big Bang.
Dans le cadre d’une nouvelle étude, une équipe d’astronomes dirigée par Nobunari Kashikawa, de l’Université de Tokyo, a cherché à préciser ces mesures. Pour se faire, ils se sont appuyés sur la technique du décalage vers le rouge (redshift), très utilisée en cosmologie.
Concrètement, alors que la lumière parcourt d’immenses distances dans l’univers, ses longueurs d’onde s’étirent à mesure que celui-ci se dilate, tirant davantage vers le rouge. Autrement dit, plus un photon voyage longtemps dans l’espace en expansion, plus sa longueur d’onde s’étire à cause de cette expansion. En mesurant le redshift d’une galaxie, les chercheurs peuvent alors déterminer précisément à quelle distance elle se trouve.
Selon le document de recherche, publié dans Nature Astronomy, l’équipe a ciblé certaines signatures chimiques, appelées raies d’émission, connues pour imprimer des motifs distincts dans la lumière d’objets distants. En mesurant à quel point ces signatures révélatrices sont étirées, les astronomes ont alors pu déduire la distance parcourue par la lumière de la galaxie ciblée, révélant ainsi la distance de la galaxie elle-même.
« Nous nous sommes concentrés sur la lumière ultraviolette spécifiquement, car c’est dans cette zone du spectre électromagnétique où nous nous attendions à trouver les signatures chimiques décalées vers le rouge« , détaille Nobunari Kashikawa.
Record confirmé
En employant des observations spectroscopiques dans le proche infrarouge à l’aide du spectrographe MOSFIRE, disponible à l’observatoire WM Keck à Hawaï, Kashikawa et son équipe ont précisé la valeur de son « redshift » (z = 10,957) d’un facteur 100. Ces mesures ont permis de confirmer que GN-z11 est bel et bien l’objet le plus éloigné jamais observé par l’humanité, formé il y a 13,4 milliards d’années. À l’époque, l’Univers n’avait que 3% de son âge actuel.
En collaboration avec une équipe dirigée par Linhua Jiang, de l’Université de Pékin, les astronomes expliquent également que ces photons, qui ont permis de déterminer la distance de GN-z11, étaient à l’origine ceux d’un flash de lumière très fugace. Au cours de ces observations, la galaxie est en effet apparue des centaines de fois plus brillante pendant un peu moins de trois minutes.
D’après les chercheurs, il s’agissait probablement de la pointe émergée d’un sursaut gamma long, de type de GRB (gamma-ray bursts), généré suite à l’explosion d’une étoile.
