Un groupe de galaxies à 13 milliards d’années-lumière pourrait mettre fin à l’âge des ténèbres cosmique sous nos yeux

Pendant des centaines de millions d’années après le Big Bang , l’univers entier était une épaisse soupe d’atomes d’hydrogène nageant dans une obscurité totale. Ce goulasch cosmique était si dense que la première lumière des premières étoiles existantes ne pouvait pas la pénétrer – le brouillard d’hydrogène absorbait et dispersait simplement la lumière des étoiles en cercles, piégeant l’univers dans un âge cosmique sombre comme toujours plus d’étoiles, de galaxies et de noir des trous couvaient lentement à la vie. 

Tout cela a changé après environ 500 millions d’années, quand une grande cure de jouvence cosmique appelée l’époque de la réionisation a commencé. À mesure que les anciennes galaxies grossissaient et rayonnaient une énergie plus puissante, elles ont commencé à brûler le brouillard cosmique qui les entourait en divisant (ou ionisant) les atomes d’hydrogène en un plasma de protons et d’électrons libres. Soudain, la lumière pouvait voyager à travers le cosmos – d’abord à travers des “bulles” de plasma entourant de grandes galaxies, puis de plus en plus loin alors que plusieurs bulles commençaient à se dilater et à se chevaucher. 

Maintenant, pour la première fois, les astronomes croient qu’ils ont détecté trois de ces bulles de brouillard qui travaillent dur pour remodeler l’univers dans un groupe de galaxies à 13 milliards d’années-lumière. 

Dans une étude qui a été présentée cette semaine lors de la conférence de l’American Astronomical Society à Honolulu et soumise pour publication dans un prochain numéro de The Astrophysical Journal, une équipe internationale d’astronomes a identifié un trio de galaxies lointaines qui semblent émettre une lumière parmi les plus anciennes. jamais observé. Le groupe de galaxies, nommé EGS77, date d’environ 680 millions d’années après le Big Bang (environ 5% de l’âge actuel de l’univers de 13,8 milliards d’années) et semble être entouré de trois bulles de plasma qui se chevauchent – ce qui signifie que ces galaxies pionnières pourraient avoir été pris dans l’acte de réioniser leur coin de l’univers et de mettre fin aux âges sombres cosmiques.

“L’EGS77 a formé une grande bulle qui permet à sa lumière de voyager vers la Terre”, a déclaré dans un communiqué le co-auteur de l’étude Vithal Tilvi, chercheur à l’Arizona State University . “Finalement, des bulles comme celles-ci se sont développées autour de toutes les galaxies et ont rempli l’espace intergalactique, réionisant l’univers et ouvrant la voie à la lumière pour voyager à travers le cosmos.”

Pour trouver ces anciennes galaxies antibrouillard, les chercheurs ont sondé une petite section de l’espace pour la longueur d’onde précise de la lumière ultraviolette émise par les premières étoiles, également connue sous le nom d’émissions Lyman-alpha. La lumière commence à une longueur d’onde de 121,6 nanomètres mais, après avoir voyagé pendant des milliards d’années dans l’univers en expansion, elle s’étire lentement dans le proche infrarouge (700 nanomètres à 1 millimètre), ce qui est plus facile à détecter avec les télescopes terrestres.

L’enquête a révélé trois points d’espace qui se chevauchaient et qui semblaient émettre les longueurs d’onde exactes typiques des étoiles anciennes ionisant leur environnement. L’équipe a comparé ces observations avec les données de deux autres télescopes et a confirmé que les galaxies se trouvaient à environ 13 milliards d’années-lumière, ce qui en faisait le groupe de galaxies le plus éloigné jamais détecté et les plaçant directement à la frontière de l’époque de la réionisation. 

“EGS77 est le premier groupe de galaxies pris en train d’éliminer ce brouillard cosmique”, a déclaré dans un communiqué le co-auteur James Rhoads du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland.

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