Les astronomes britanniques et américains ont utilisé le télescope spatial Spitzer et le télescope spatial Hubble pour détecter la lumière provenant des premières étoiles à se former dans certaines des galaxies les plus éloignées jamais vues. S'exprimant le mercredi 6 avril lors de la RAS National Astronomy Meeting à Birmingham, le Dr Andrew Bunker (Université d'Exeter) discutera de nouvelles preuves que la formation des premières galaxies pourrait avoir commencé plus tôt que prévu.
Ce travail d'observation utilisant des images infrarouges du télescope spatial Spitzer est essentiel, car les prédictions théoriques sur l'histoire de la formation des étoiles dans l'Univers primitif sont très incertaines. L'équipe, dirigée par Bunker et l'étudiante diplômée Laurence Eyles (Université d'Exeter), a utilisé les données du télescope spatial Hubble pour identifier les galaxies éloignées qui pouvaient être étudiées plus avant. Ils ont ensuite analysé des images archivées prises aux longueurs d'onde infrarouges avec le télescope spatial Spitzer de la NASA.
Ces images, obtenues dans le cadre du projet Great Observatory Origins Deep Survey (GOODS) et du Hubble Ultra Deep Field (UDF), couvraient une partie du ciel austral connu sous le nom de constellation de Fornax (le four). Nous avons utilisé les images du Hubble Ultra Deep Field pour identifier les objets susceptibles d'être des galaxies à 95% de la distance à travers l'Univers observable, a expliqué Bunker. Ces images sont notre image la plus sensible de l'Univers jusqu'à présent, et elles nous ont permis de découvrir les objets les plus faibles à ce jour. Les nuages de gaz intermédiaires ont absorbé la lumière qu'ils ont émise à des longueurs d'onde visibles bien avant qu'elle n'atteigne la Terre, mais leur lumière infrarouge peut toujours être détectée - et ce sont leurs couleurs infrarouges qui ont amené les chercheurs à croire qu'ils se trouvent à des distances aussi immenses.
La confirmation de leur éloignement extrême a été fournie par les télescopes Keck de 10 mètres à Hawaï, les plus grands télescopes optiques du monde. Nous avons prouvé que ces galaxies sont en effet parmi les plus éloignées connues en utilisant les télescopes Keck pour prendre un spectre, a déclaré le Dr Elizabeth Stanway (Université du Wisconsin-Madison).
Les spectres de Keck ont montré que les galaxies ont des décalages vers le rouge d'environ 6, ce qui signifie qu'elles sont si loin que leur lumière a mis environ 13 milliards d'années pour nous atteindre. Les télescopes les montrent tels qu'ils étaient lorsque l'Univers avait moins d'un milliard d'années - huit milliards d'années avant la formation de la Terre et du Soleil.
L'étape suivante consistait à en savoir plus sur les étoiles au sein de ces galaxies les plus éloignées en étudiant de nouvelles images infrarouges de cette région de l'espace prises par Spitzer. Les images Hubble nous parlent des étoiles nouveau-nées, mais les nouvelles images infrarouges prises avec le télescope spatial Spitzer nous donnent des informations supplémentaires sur la lumière qui vient des étoiles plus âgées dans ces galaxies lointaines, a déclaré Laurence Eyles, qui a étudié les images Spitzer de ces objets dans le cadre de ses recherches pour un doctorat à Exeter.
C'est très important, car cela nous dit que certaines de ces galaxies ont déjà 300 millions d'années lorsque l'Univers est très jeune. Il se pourrait que ce soient quelques-unes des premières galaxies à naître, a déclaré Michelle Doherty (Institute of Astronomy, Cambridge). À l'aide des images Spitzer, l'équipe a pu peser les étoiles dans ces galaxies en étudiant la lumière des étoiles. Il semble que dans quelques cas, ces premières galaxies sont presque aussi massives que les galaxies que nous voyons autour de nous aujourd'hui, ce qui est un peu surprenant lorsque la théorie est que les galaxies commencent petites et se développent en entrant en collision et en fusionnant avec d'autres galaxies, a déclaré le Dr Mark. Lacy (Spitzer Science Center).
Le vrai casse-tête est que ces galaxies semblent déjà assez anciennes lorsque l'Univers n'avait que 5% de son âge actuel, a commenté le professeur Richard Ellis de Caltech. Cela signifie que la formation des étoiles doit avoir commencé très tôt dans l'histoire de l'Univers - plus tôt qu'on ne le croyait auparavant. La lumière de ces premières étoiles à s'enflammer aurait pu mettre fin à l'âge des ténèbres de l'univers lorsque les galaxies se sont allumées pour la première fois. Il est également probable que le gaz entre les galaxies ait été dynamité par la lumière des étoiles - la réionisation qui a été détectée dans le fond micro-ondes cosmique par le satellite WMAP.
Les résultats de WMAP et de Hubble Ultra Deep Field complètent le nouveau travail effectué par l'équipe Bunkers avec les données Spitzer. Ensemble, ils suggèrent que l'âge des ténèbres s'est terminé entre 200 et 500 millions d'années après le Big Bang, lorsque les premières étoiles sont nées.
Un document sur ces résultats a été soumis pour publication dans les avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
Source d'origine: communiqué de presse RAS
