L’univers a un peu moins de 14 milliards d’années, et comme la lumière met du temps à voyager, regarder assez loin revient à remonter dans le temps jusqu’au début de l’univers. Récemment, une équipe internationale d’astronomes a identifié l’objet astronomique le plus éloigné jamais observé : une galaxie à 13,5 milliards d’années-lumière, qui s’est formée juste 300 millions d’années après le Big Bang.
La galaxie a été nommée HD1 et son identification a nécessité une patience considérable et l’utilisation de quatre télescopes différents – le télescope Subaru, le télescope VISTA, le télescope infrarouge britannique et le télescope spatial Spitzer – avec un total de plus de 1 200 heures d’observations. La distance à la galaxie a été confirmée à l’aide d’un autre instrument, l’Atacama Large Millimetre/submillimetre Array (ALMA), qui est un réseau de 66 radiotélescopes travaillant ensemble au Chili.
Il était particulièrement difficile de repérer la galaxie en raison de son extrême distance, selon Yuichi Harikane, un astronome de l’Université de Tokyo qui a découvert HD1 : « Ce fut un travail très difficile de trouver HD1 parmi plus de 700 000 objets. La couleur rouge de HD1 correspondait étonnamment bien aux caractéristiques attendues d’une galaxie à 13,5 milliards d’années-lumière, ce qui m’a donné la chair de poule quand je l’ai trouvée.
Non seulement HD1 est extrêmement éloigné, mais il est également exceptionnellement brillant dans la longueur d’onde ultraviolette. Cela suggère que la galaxie pourrait être significativement différente des galaxies nées plus récemment. « La toute première population d’étoiles qui s’est formée dans l’univers était plus massive, plus lumineuse et plus chaude que les étoiles modernes », a déclaré l’auteur principal Fabio Pacucci dans un communiqué. « Si nous supposons que les étoiles produites dans HD1 sont ces premières étoiles, ou Population III, alors ses propriétés pourraient être expliquées plus facilement. En fait, les étoiles de la population III sont capables de produire plus de lumière UV que les étoiles normales, ce qui pourrait clarifier la luminosité ultraviolette extrême de HD1. »
Cette distance extrême rend également difficile d’en savoir plus sur la galaxie, d’où la nécessité de tant d’heures d’observation à partir de différents télescopes. « Répondre à des questions sur la nature d’une source si éloignée peut être difficile », a déclaré Pacucci. « C’est comme deviner la nationalité d’un navire à partir du pavillon qu’il arbore, tout en étant loin à terre, avec le navire au milieu d’un coup de vent et d’un épais brouillard. On peut peut-être voir certaines couleurs et formes du drapeau, mais pas dans leur intégralité. C’est finalement un long jeu d’analyse et d’exclusion de scénarios invraisemblables.
La recherche est publiée dans deux articles dans Astrophysical Journal et Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters.
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