Le télescope Hubble bouleverse la théorie sur la façon dont l'univers primitif a dissipé son brouillard cosmique
Des observations menées par des astronomes de l'université du Michigan montrent que les vents de supernova piègent le rayonnement au lieu de lui ouvrir des voies.
Par Giovanni Sapere
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Des astronomes utilisant le télescope spatial Hubble de la NASA ont mis au jour des éléments qui renversent un modèle établi de l'histoire cosmique. Des observations publiées dans Nature Astronomy révèlent que de puissantes explosions stellaires n'ont pas aidé le rayonnement ultraviolet à s'échapper des galaxies anciennes, mais l'ont au contraire piégé dans d'épaisses nuées de gaz.
Les vents galactiques piègent la lumière ultraviolette au lieu de la libérer
Il y a environ 13 milliards d'années, l'univers a connu la réionisation, passant d'un brouillard opaque de gaz d'hydrogène neutre au milieu transparent que l'on observe aujourd'hui. Pendant des années, les astrophysiciens ont théorisé que des étoiles massives en fin de vie, ouvrant des voies grâce à des vents énergétiques, permettaient aux photons ultraviolets de s'échapper et d'ioniser l'hydrogène environnant. Une équipe de recherche dirigée par Cody Carr, astronome postdoctoral à l'université du Michigan qui a mené l'analyse principale lorsqu'il était à l'université du Zhejiang, a constaté que c'est l'inverse qui se produit, comme le rapporte ScienceDaily. Au lieu d'ouvrir des canaux à la lumière ionisante, des vents stellaires plus forts correspondent à une fuite réduite du rayonnement.
« Nos observations montrent que ces photons s'échappent avant que les vents galactiques ne se forment. »
— Cody Carr, chercheur postdoctoral en astronomie à l'université du Michigan
La spectroscopie de galaxies à sursaut de formation d'étoiles proches révèle le moment du rayonnement
Pour analyser le comportement du rayonnement, les chercheurs ont braqué Hubble vers des galaxies à sursaut de formation d'étoiles proches traversant d'intenses périodes de formation stellaire. Ces systèmes servent d'analogues modernes aux galaxies qui ont porté l'évolution cosmique primitive. Hubble a recueilli des données spectrales enregistrant la façon dont le gaz interposé absorbait certaines longueurs d'onde, ce qui a permis à l'équipe de mesurer la vitesse exacte des flux de gaz sortants. Les données spectroscopiques indiquaient que les photons ionisants partent tôt dans le cycle de vie d'un amas d'étoiles, bien avant que les étoiles en fin de vie n'explosent en supernovae et ne produisent des vents galactiques balayants. Cette découverte scientifique repose sur l'instrumentation à haute résolution et l'innovation technologique de l'observatoire Hubble, un projet conjoint de la NASA et de l'Agence spatiale européenne qui demeure un outil essentiel pour la recherche observationnelle spatiale.
Repenser la chronologie de la réionisation cosmique
Cette découverte oblige les cosmologistes à repenser quelles sources ont dissipé le brouillard d'hydrogène intergalactique au cours du premier milliard d'années après le Big Bang. Parce que les écoulements entraînés par les supernovae accumulent de denses enveloppes de gaz qui bloquent les photons énergétiques, l'échappement du rayonnement ionisant doit se produire pendant une brève fenêtre où de jeunes étoiles massives brillent intensément avant de détoner. La méthode d'observation de l'équipe fournit un nouveau cadre pour évaluer comment les premiers amas d'étoiles interagissaient avec leur environnement, offrant de nouvelles pistes de modélisation astrophysique sans s'appuyer sur les canaux des vents de supernova.
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