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Spitzer : première vision détaillée du fond cosmique infrarouge

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Le télescope spatial en infrarouge Spitzer de la NASA a réussi à discerner les fines fluctuations du fond cosmique, assistant à la formation d'étoiles dans les galaxies en milieu de forte densité.

Fluctuations du fond cosmique infrarouge observées par Spitzer. Crédit : SPITZER/NASA. IAS.

Des chercheurs français de l'Institut d'Astrophysique Spatiale d'Orsay (IAS : UMR CNRS, Université d'Orsay) et du Laboratoire des Signaux et Systèmes (L2S : UMR CNRS, Université d'Orsay, Supelec) ont observé le fond cosmique infrarouge (FCIR) à une distance correspondant à un âge de 6 milliards d'années-lumière. A cette époque l'Univers était beaucoup plus dense qu'aujourd'hui et plus propice à la formation d'étoiles, contrairement à la situation actuelle où une région dense est moins propice à la formation d'étoiles.

En 1996, le télescope COBE de la NASA avait déjà réussi à assembler une image du fond cosmique, formée de l'ensemble de toutes les galaxies s'étant formées dans l'Univers. Il est à noter que même si la radiation d'origine a été émise en ultraviolet, celle-ci, après avoir été absorbée par les grandes quantités de poussières galactiques, est ensuite réémise lors de leur refroidissement sous forme de photons dans le domaine infrarouge.

Cependant cette image, qui ne montrait que les fluctuations les plus importantes, ne permettait pas de discerner les détails car la résolution angulaire est très faible dans l'infrarouge lointain. Bref, les scientifiques, malgré ce document impressionnant, manquaient encore d'informations sur l'agrégation des premières galaxies, ainsi que sur le rôle qu'elles avaient pu jouer le long des processus de structuration de la matière.

Une avancée majeure

Mais pour la première fois, le télescope Spitzer est parvenu à détecter et mettre en évidence des anisotropies dans le fond cosmique infrarouge, provoquées par les galaxies qui sont en train de former beaucoup d'étoiles, de 10 à 1000 fois plus que la Voie Lactée. Cette découverte est considérée comme une avancée majeure dans la compréhension de l'évolution de l'Univers, car il y a 8 milliards d'années, la formation d'étoiles était associée aux halos de matière noire les plus massifs, ce qui ouvre une nouvelle voie de recherches permettant de mieux cerner cette énigmatique substance dont la nature nous échappe encore.

"Il est essentiel de comprendre les fluctuations de ce fond cosmique, et nous attendions cette découverte depuis longtemps", déclare Guilaine Lagache, astronome à l'IAS et auteur de l'étude. "Nos travaux révèlent pour la première fois la structure dans le fond cosmique infrarouge !".

"Avec les futurs télescopes Herschel et Planck, nous pourrons pousser ces observations à de plus grandes longueurs d'onde et remonter encore plus loin dans l'histoire de la formation des grandes structures de notre Univers, explique la scientifique. Nos travaux viennent conforter cette nouvelle voie".

En 2008, l'Agence Spatiale Européenne mettra sur orbite le télescope spatial Herschel au moyen d'une fusée Ariane 5. Celui-ci devra succéder à Spitzer, dont la durée de vie prévue était de 5 ans. Le même lanceur emportera le satellite Planck, dévolu à détecter et analyser le rayonnement fossile émis à la suite du Big Bang.

Source :

"Correlated Anisotropies in the Cosmic Far-Infrared Background Detected by MIPS/Spitzer : Constraint on the Bias", par G. Lagache, N. Bavouzet, N. Fernandez-Conde, N. Ponthieu, T. Rodet, H. Dole, M.-A. Miville-Deschênes, J.-L. Puget. A paraître dans Astrophysical Journal.

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