Des astronomes «assistent» à la naissance des premières galaxies de l’Univers

Pour la première fois, des astronomes ont pu identifier les processus de formation de trois des premières galaxies de l’univers observable. Cette étape importante, observée par une équipe de l’Institut Niels Bohr de l’Université de Copenhague (Danemark), offre des données inédites sur l’évolution de l’univers.

Pour réaliser cet exploit, les chercheurs ont plongé dans les données du télescope spatial James Webb (JWST). « On pourrait dire que ce sont les premières images directes de la formation de ces galaxies (primitives) que nous ayons jamais vues », explique dans un communiqué l’auteur principal de l’étude, Kasper Elm Heintz. « Alors que James Webb nous a déjà montré les premières galaxies à des stades ultérieurs de l’évolution, nous assistons ici à leur naissance et donc à la construction des premiers systèmes stellaires de l’univers », a-t-il ajouté.

Des vestiges de l’époque de la réionisation

Les galaxies observées, qui sont âgées de 13,3 à 13,4 milliards d’années, se seraient formées environ 400 à 600 millions d’années après le Big Bang. Cette période, connue sous le nom d’époque de réionisation, a été celle où les premières étoiles et galaxies ont commencé à illuminer le cosmos en perçant le brouillard d’hydrogène neutre qui a imprégné l’Univers. « Au cours des quelques centaines de millions d’années qui ont suivi le Big Bang, les premières étoiles se sont formées, avant que les étoiles et le gaz ne commencent à fusionner pour former des galaxies », explique le co-auteur de l’étude Darach Watson. « C’est le processus dont nous voyons le début dans nos observations », ajoute-t-il.

Ainsi, par le biais de la puissante capacité de vision infrarouge du JWST, les chercheurs ont pu scruter l’aube cosmique et capturer des signaux provenant d’énormes volumes de gaz s’accumulant dans une « mini galaxie ». Des théories et des simulations informatiques ont déjà suggéré cela auparavant, mais rien n’a pu jusqu’ici prouver l’existence de ce mécanisme.

Avec les capacités sensibles du spectrographe infrarouge de James Webb, Heintz et son équipe ont pu distinguer la lumière des galaxies nouvellement formées des autres gaz, en utilisant une technique connue sous le nom de transition Lyman-alpha, donnant lieu à la mesure la plus lointaine à ce jour de l’hydrogène gazeux contenu dans une galaxie.

L’équipe de recherche se dit impatiente d’approfondir ses recherches et demande un temps d’observation supplémentaire auprès de l’équipe du JWST afin d’explorer plus loin l’univers primitif. « Pour l’instant, il s’agit de cartographier nos nouvelles observations de galaxies en formation de manière plus détaillée qu’auparavant », affirme avec enthousiasme Simone Vejlgaard, co-auteure de l’étude. « En même temps, nous essayons constamment de repousser les limites de notre visibilité dans l’univers. Alors peut-être que nous irons encore plus loin », déclare-t-elle.

De son côté, le co-auteur et astronome Gabriel Brammer explique que cette étude fait progresser notre compréhension de la formation des galaxies et aborde en même temps l’une des questions les plus fondamentales de l’humanité : « D’où venons-nous ? ». « Ici, nous rassemblons un peu plus d’éléments de réponse en mettant en lumière le moment où certaines des premières structures de l’univers ont été créées », conclut Brammer.

Source : Science