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Hubble débusque les galaxies naines de l'univers jeune

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Moins d'un milliard d'années après le Big Bang, des galaxies en pleine forme fabriquaient des étoiles à tour de bras et ont pu donner un coup de chauffe à l'univers tout entier. C'est ce que démontre la découverte de plus de 500 galaxies très anciennes repérées dans deux images du ciel profond produites par le télescope spatial Hubble.

Elles illuminaient le ciel il y a 13,7 milliards d'années, alors que l'univers avait à peine un milliard d'années. Petites, ce galaxies des premiers âges irradiaient une lumière bleue, générée par une intense production d'étoiles.

Ce véritable nid de galaxies fossiles a été déniché par une équipe internationale (Nasa et ESA) qui en a repérées plus de 500 dans deux images du ciel profond produites par Hubble en 2003 dans le cadre du programme GOODS (Great Observatories Origins Deep Survey) et en 2004 pour le HUDF (Hubble Ultra Deep Field). La zone observée pointe la constellation du Fourneau, dans le ciel de l'hémisphère sud. En 2002, après l'installation sur Hubble de l'instrument ACS (Advanced Camera for Surveys) qui a fourni ces images, les astronomes espéraient des années de travail et de découvertes. Ils n'ont pas été déçus.

Petites, vieilles de 13,7 milliards d'années, les galaxies découvertes dans les champs profonds photographiés par Hubble, fabriquaient beaucoup d'étoiles. Leur couleur, que nous voyons rouge à cause du redshift, était bleue. Crédit : NASA, ESA, R. Bouwens and G. Illingworth (University of California, USA)

Une nouvelle vision de l'univers jeune

Ce foisonnement de galaxies naines renforce l'idée que les grandes galaxies actuelles se sont formées par agrégation au fil des milliards d'années, ce que les astronomes appellent le modèle hiérarchique, et non par fractionnement de structures plus vastes.

Autre révélation : ces galaxies de l'univers jeune produisaient dix fois plus d'étoiles que celles d'aujourd'hui. On le voit à leur couleur bleue mise en évidence sur les images par une teinte... rouge. A cause de l'expansion de l'univers, en effet, la lumière nous provenant de ces galaxies du bout du monde, qui a voyagé plus de 13 milliards d'années, a été décalée vers les basses fréquences, c'est-à-dire vers le rouge (c'est le phénomène du redshift, ou décalage vers le rouge).

Les scientifiques en tirent une autre conclusion. Si tant de galaxies produisaient autant d'étoiles, alors, elles devaient aussi chauffer puissamment l'hydrogène qui, en ces temps reculés, emplissait l'espace entre les galaxies (à peu près vide aujourd'hui). Cette phase de réchauffe, seulement soupçonnée, n'aurait duré que quelques centaines de millions d'années, un instant à l'échelle de l'histoire de l'univers.

Pour en savoir plus, les astronomes espèrent beaucoup qu'un nouvel instrument, le WFC3 (Wide Field Planetary Camera 3), puisse être installé sur Hubble au cours de la mission SM4 (Servicing Mission 4) de la navette spatiale, encore hypothétique. Avec sa sensibilité très large, cet instrument pourra déceler des galaxies encore plus lointaines, dont la lumière a été décalée jusque dans l'infrarouge.