Regarder à travers un télescope, c'est regarder dans le passé. La lumière atteignant l'objectif a mis des millions, voire des milliards d'années, à parcourir l'immensité de l'espace, ce qui signifie que chaque image est un instantané du lointain passé. Et le télescope spatial Hubble de la NASA est un glorieux voyageur temporel, repérant des galaxies de plus de 13 milliards d'années qui se sont formées autour du début de l'univers.
Ces galaxies lointaines semblent souvent plutôt floues. Mais maintenant, grâce à une astuce de gravité, le télescope spatial a capturé une image exceptionnellement détaillée de la galaxie qui existait il y a 13, 3 milliards d'années, juste 500 millions après le Big Bang, rapporte Paul Rincon à la BBC.
Les détails impressionnants de la nouvelle image de la galaxie sont dus à un processus appelé lentille gravitationnelle. Un objet massif, comme une grande galaxie, peut plier l’espace et rendre les images des objets derrière elles plus lumineuses et les déformer en des formes légèrement plus grandes, selon un communiqué de la NASA. Dans ce cas, une grappe massive de galaxies au premier plan d'une image amplifiait la lumière d'une galaxie ancienne très lointaine et la formait en un petit arc de cercle.
"Pratiquement toutes les galaxies situées à cette distance sont des points non résolus ... c'est un peu une question de chance de pouvoir obtenir une galaxie focalisée de la bonne façon pour l'étendre et obtenir autant de détails - c'est une belle découverte", Brett Salmon, auteur principal de l'étude et chercheur à l'Institut des sciences du télescope spatial de Baltimore, a déclaré à Rincon. "En analysant les effets du cristallin gravitationnel sur l'image de cette galaxie, nous pouvons déterminer sa taille et sa forme réelles." Ils ont récemment présenté leurs travaux à la 231e réunion de l'American Astronomical Society.
En combinant les données de Hubble et du télescope spatial Spitzer, Salmon et ses collègues ont tenté de "disséminer" la galaxie pour en apprendre davantage à ce sujet. Une évaluation préliminaire suggère que c'est assez petit, pesant environ 3 milliards de masses solaires - environ 1/100 de la taille de notre galaxie de la Voie Lactée, selon le communiqué de presse de la NASA. Elle mesure également environ 2 500 années-lumière - soit la moitié de la taille du petit nuage magellanique, une galaxie naine gravitant autour de la voie lactée. La galaxie est probablement similaire à beaucoup d'autres petites galaxies qui se sont formées peu après le Big Bang.
Comme le rapporte Amber Jorgenson chez Astronomy, la nouvelle galaxie s'appelle SPT0615-JD. Et trouver que ce n'était pas un accident. Les chercheurs étudiaient les galaxies à l'aide de Hubble et Spitzer dans le cadre du programme RELICS afin de trouver des galaxies extrêmement éloignées à l'aide de lentilles gravitationnelles. L'équipe a examiné 41 amas de galaxies massives et a localisé la nouvelle galaxie tout en observant un amas appelé SPT-CL J0615-5746.
Une des choses que Salmon et d'autres chercheurs tentent de comprendre est comment et quand les galaxies se sont formées dans les formes ordonnées que nous voyons aujourd'hui. "Nous ne savons pas vraiment comment les premières galaxies de l'univers ont assemblé ces beaux disques en rotation dans ces belles images que nous voyons, " dit-il à Rincon. "Alors, quand ces disques ont-ils réellement commencé à se former?"
Cette dernière étude, ainsi que des travaux antérieurs, aident les scientifiques à trouver une réponse. Comme le rapporte Rincon, une autre étude présentée à la réunion portait sur les galaxies formées 800 millions d'années seulement après le Big Bang. Cela suggère qu’à cette date précoce, ils tournaient déjà, ce qui est probablement ce qui conduit à la formation de disques. «Une fois que la galaxie s'est installée dans un disque, le reste de l'évolution de la galaxie est mis en mouvement. Donc, savoir quand cette phase turbulente commence à s’installer est une condition initiale clé », explique Salmon.
Comme le rapporte Jorgenson, l’étude des anciennes galaxies est difficile à réaliser avec le télescope vieillissant de Hubble. Mais cela pourrait devenir plus facile lorsque le télescope spatial James Webb sera lancé en 2019. Le Webb comprendra un spectroscope plus avancé capable de scruter encore plus profondément dans le temps. Selon la NASA, même si Hubble est capable de voir des «galaxies pour les tout-petits», l'infrarouge de Webb lui permettra de voir «des galaxies pour bébés».
