Reconstituer l’histoire de l’Univers passe par l’étude de la formation et de l’évolution des différents objets qui le composent. Même si grâce au perfectionnement des outils d’observation, les scientifiques ont pu remonter toujours plus loin dans l’histoire de notre Univers, certaines données observationnelles se faisaient toujours attendre afin de compléter ce grand tableau cosmique. De nouvelles images acquises par Hubble viennent enfin de combler les parties manquantes. 

Développé conjointement par la NASA et l’ESA, et lancé en 1990, le télescope spatial Hubble a contribué plus que tout autre instrument à la découverte de l’Univers et à une meilleure compréhension de celui-ci. Cette fois-ci, les scientifiques ont tourné l’instrument vers une région du ciel particulière afin d’y observer des galaxies formées il y a 11 milliards d’années, soit seulement 3 milliards d’années après le Big Bang.

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Sur le panorama capturé par Hubble, apparaissent 15’000 galaxies, dont 12’000 possédant un haut taux de formation d’étoiles. Grâce à cette image, les astrophysiciens peuvent retracer l’histoire de la formation des étoiles à l’époque où elle était la plus active, il y a 11 milliards d’années.

L’acquisition de ces données est une véritable prouesse résultant de plusieurs années d’observation menées par Hubble et d’autres observatoires. Les résultats ont été publiés dans la revue The Astrophysical Journal.

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Champ ultra-profond (Sud, constellation du Fourreau) capturé par l’instrumentation UV de Hubble, dans le cadre de la mission CANDELS. Image accessible ICI. Crédits : NASA, ESA, P. Oesch/M. Montes

Ces données viennent s’ajouter à celles du Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey (CANDELS). La mission CANDELS a pour but d’observer l’Univers distant grâce à deux caméras embarquées sur Hubble. Il s’agit du plus grand projet incluant Hubble jamais initié, avec 902 orbites de temps d’observation assignées, soit l’équivalent de 4 mois d’observation réservés en considérant des orbites consécutives.

CANDELS étudie spécifiquement deux époques : la formation des premières grandes structures (~1 milliard d’années après le Big Bang) et l’évolution des galaxies primitives (~2-4 milliards d’années après le Big Bang).

Avant l’ajout des nouvelles données, CANDELS avait déjà acquis des données observationnelles dans les infrarouges proches sur une période de deux mois, imageant environ 250’000 galaxies de l’Univers jeune.

« Le rayonnement ultraviolet a longtemps été la pièce manquante du puzzle » explique le porte-parole de Hubble. « Mais maintenant, combiné aux données optiques et infrarouges obtenues par Hubble et d’autres télescopes, les astrophysiciens ont assemblé l’un des portraits les plus complets de l’histoire de l’évolution de l’univers ».

Les observations ont été effectuées grâce au spectrographe ultraviolet intégré à la Caméra Grand Champ 3 (WFC3/UVIS) de Hubble.

Pendant des heures, l’instrument a scruté plusieurs régions de l’Univers dans l’ultraviolet. La combinaison d’images obtenues dans différentes longueurs d’onde permet aux astrophysiciens de reconstituer une image plus complète de l’évolution cosmique.

En effet, la lumière de l’Univers jeune a initialement été émise dans l’ultraviolet, mais l’expansion de l’Univers a ensuite étiré sa longueur d’onde jusqu’à ce qu’elle ne soit plus qu’observable dans les infrarouges aujourd’hui.

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Champ profond (Nord, constellation de la Grande Ourse) capturé par la caméra WFC3 de Hubble dans l’ultraviolet, pour la mission CANDELS. Image accessible ICI. Crédits : NASA, ESA, P. Oesch/M. Montes

Les données nouvellement acquises par Hubble ont ainsi comblé un fossé observationnel correspondant à l’histoire de l’Univers il y a entre 5 et 10 milliards d’années.

Les observations dans l’ultraviolet ont permis de compléter ces lacunes. Les premières campagnes d’observation du champ ultra profond incluant des données ultraviolettes ont été menées en 2014, et ont concerné 10’000 galaxies localisées dans une petite zone du ciel, dans la constellation du Fourreau.

La nouvelle mosaïque d’images, appelée « Hubble Deep UV (HDUV) Legacy Survey », couvre une région 14 fois plus grande que celle de 2014, soit une zone totale d’environ 100 arcmin² (minutes d’arc), complétant ainsi une partie importante du puzzle concernant l’évolution de l’Univers.

« En comparant les images de formation stellaire dans l’Univers proche et distant, les astrophysiciens comprennent mieux la manière dont les galaxies proches ont évolué à partir de petits groupes d’étoiles jeunes et chaudes, il y a longtemps de cela » conclut le porte-parole de Hubble.

Source : The Astrophysical Journal

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