Notre univers complexe, rempli de galaxies, de trous noirs et de quasars, n'est pas apparu après le Big Bang. Pendant des dizaines de millions d'années, l'univers était une étendue sombre, remplie d'hydrogène ionisé et d'hélium. Mais à un moment donné - les chercheurs ne savent pas quand - ces gaz tourbillonnants ont enflammé les premières étoiles. C'est une période connue sous le nom d'aube cosmique.
Aujourd'hui, comme le rapporte Jonathan Amos à la BBC, des scientifiques ont retrouvé des traces de certaines de ces premières étoiles, suggérant qu'elles avaient pris un clin d'œil environ 250 millions d'années après le Big Bang.
Comme le rapporte Ethan Siegal at Forbes, notre génération actuelle de télescopes, comme le télescope spatial Hubble, n’est tout simplement pas équipée pour scruter les profondeurs les plus profondes de l’espace et du temps. La plus ancienne et la plus éloignée des galaxies directement détectées est la GNZ-11, qui s'est formée à peine 400 millions d'années après le Big Bang. Mais les scientifiques pensent que les premières étoiles ont commencé à scintiller entre 380 000 ans après le Big Bang et l’émergence de galaxies anciennes telles que GNZ-11.
De nombreux astronomes ont émis l’hypothèse que les premières étoiles s’étaient éclairées environ 200 millions d’années après le Big Bang. Mais nous n'avons pas réussi à entrevoir ces étoiles. Après des milliards d'années de voyage, leur lumière passe dans l'extrémité infrarouge du spectre, ce qui la rend plus difficile à détecter sans télescopes infrarouges spécialement équipés. Et les premières étoiles sont souvent entourées d'une soupe de particules neutres qui absorbent leurs faibles scintillements.
C'est pourquoi, pour cette nouvelle étude dans la revue Nature, une équipe internationale d'astronomes s'est appuyée sur des preuves indirectes, cherchant plutôt des signatures d'oxygène et d'hélium, éléments qui ne peuvent être créés que dans le cœur des étoiles.
Comme l'explique Amos, les chercheurs se sont tournés vers la galaxie MACS1149-JD1, qui se trouve à des milliards d'années-lumière, à l'aide de deux télescopes reliés à la Terre: le grand télescope Atacama (Alma) et le très grand télescope de l'observatoire européen européen (VLT). ).
Ils ont découvert que, sur des milliards d'années, l'expansion de l'univers modifie cette lumière. Et en analysant ce changement, les chercheurs ont déterminé l'âge des signatures de l'oxygène et de l'hydrogène, même s'ils ne pouvaient pas voir directement la galaxie.
Richard Ellis, professeur d'astrophysique à l'University College London et co-auteur de l'étude, explique à Amos que cet oxygène a un redshift de 9, 1. «Cela signifie que l’Univers s’est élargi de neuf à dix fois depuis que la lumière a quitté cet objet. Nous sommes à environ 97% du Big Bang (il y a 13, 8 milliards d'années) alors que l'Univers n'avait que 500 millions d'années », a-t-il déclaré.
Selon un communiqué de presse, l'équipe a ensuite utilisé la spectroscopie infrarouge des satellites Spitzer et Hubble de la NASA pour examiner la luminosité de JD1. En utilisant cette luminosité et le meilleur modèle de développement d'étoiles, ils ont pu déduire l'âge des étoiles dans JD1.
"Cela nous donne une indication sur le fait que cet objet s'est réellement formé bien plus tôt dans l'histoire de l'Univers - ce que nous ne pouvons pas actuellement analyser avec nos télescopes", a déclaré Ellis à Amos. "Et nous constatons que cette galaxie a formé ses étoiles alors que l'Univers n'avait que 250 millions d'années, ce qui équivaut à 2% de l'âge actuel de l'Univers."
Bien que ce soit un bon début, regarder encore plus loin dans le temps et dans l'espace demandera une puissance de feu supplémentaire. Le télescope spatial James Webb, dont le lancement a été retardé de 2018 à 2020, sera équipé de capteurs lui permettant de visualiser la lumière des étoiles infrarouge et de pénétrer le brouillard de l'univers primitif, nous permettant peut-être d'observer directement la première lumière des étoiles.
"Déterminer le moment où se produit l'aube cosmique s'apparente au" Saint Graal "de la cosmologie et de la formation des galaxies", déclare Ellis dans un autre communiqué de presse. Avec cette dernière étude, dit-il, «il y a un regain d'optimisme, nous nous rapprochons de plus en plus du témoin direct de la naissance de la lumière des étoiles. Étant donné que nous sommes tous constitués de matériaux stellaires traités, nous retrouvons vraiment nos propres origines. "
