On a photographié la plus lointaine poussière d’étoiles de l’univers

Un effet de loupe a permis de photographier les nuages de poussière dans la très vieille galaxie A2744_YD4, à plus de 6 milliards d’années-lumière de la Terre. Ces restes de supernovæ donnent des indices sur la formation des premières étoiles.

C’est une chose d’observer au télescope l’une des plus lointaines – et donc des plus vieilles – galaxies de l’univers… C’en est une autre de la voir tellement bien qu’on peut y détecter un nuage de poussière d’étoiles. L’équipe dirigée par l’astronome français Nicolas Laporte, actuellement rattaché à l’University College de Londres, peut être fière de son exploit. L’étude de ces poussières permet d’étudier la formation des toutes premières générations d’étoiles.

Sur les images les plus précises du télescope spatial Hubble, quand il photographie les zones les plus reculées de l’univers, la galaxie A2744_YD4 n’était qu’un minuscule pâté rouge. Vu sa distance, et le temps qu’a mis sa lumière à parvenir jusqu’à nos yeux, on estime son image date de l’époque où l’Univers était âgé de seulement 600 millions d’années. Aujourd’hui, il a environ 14 milliards d’années… Autant dire qu’on parle de sa prime jeunesse.

Ces pixels rougeâtres à peine visibles de l’image Hubble ne nous apprenaient pas grand-chose, mais heureusement, un phénomène physique permet de «zoomer» sur cette galaxie : l’effet de lentille gravitationnelle. La cible des astronomes se situe en effet derrière un grand amas de galaxies nommé Abell 2744. Celui-ci est si massif que son champ gravitationnel dévie la lumière. Les rayons de notre petite galaxie sont donc émis par elle, puis s’écartent autour de l’amas de galaxies, et arrivent sous nos yeux en nous fournissant une image étirée.

Galaxie A2744_YD4

La galaxie A2744_YD4 photographiée par le grand radiotélescope Alma au Chili (Source : Alma/NASA/ESA/ESO).

Grâce à l’effet de lentille gravitationnelle, la galaxie est apparue «magnifiée» dans les grandes antennes du radiotélescope Alma, dans le désert d’Atacama au Chili, explique un communiqué de l’Observatoire européen austral. C’est ainsi qu’ils ont vu la forme de ses nuages de poussière, et que A2744_YD4 est devenue « la plus lointaine au sein de laquelle de la poussière et de l’oxygène ont été détectés ».

Galaxie A2744_YD4

Les galaxies de l’amas Abell 2744, à 3,5 milliards d’années-lumière de chez nous, photographiées par le télescope spatial Hubble. Dans l’encadré, zoom sur la galaxie A2744_YD4, qui se trouve presque deux fois plus loin, par le radiotélescope Alma, au Chili. (Source : Alma/NASA/ESA/ESO)

D’où vient toute cette poussière, lourde comme 6 millions de fois notre Soleil ? Ce sont les cendres de vieilles étoiles ayant explosé, explique Nicolas Laporte : « La détection d’une telle abondance de poussière indique que les premières supernovæ avaient déjà pollué cet environnement galactique. » Une génération précédente d’étoiles avait vécu, puis gonflé, et fini dans un feu d’artifice expulsant sa matière dans le vide. La poussière a ensuite servi de matière première pour la naissance de nouvelles étoiles.

Lentille gravitationnelle

Le principe d’une lentille gravitationnelle (Source : Alma/NASA/ESA/ESO).

D’après la quantité de poussière mesurée et ce qu’on sait du processus de formation stellaire, l’équipe d’astrophysiciens estime que les étoiles naissaient dans la galaxie A2744_YD4 au rythme de 20 masses solaires par an – l’équivalent de 20 fois la masse du Soleil. C’est rapide – notre Voie Lactée ne produit qu’une masse solaire par an. Mais pour l’astronome Richard Ellis, « ce taux n’est pas inhabituel pour une galaxie si distante. »

Il faut environ 200 millions d’années pour qu’un bébé galaxie arrive à produire cette quantité de poussière. Richard Ellis pense donc que «nous observons cette galaxie peu après sa formation.»

Source : Libération

Vous pouvez consulter, sur le site d’Archipel des sciences, les expositions « Initiation à l’astronomie » et « Promenade spatiale au fil des ondes« , ainsi que la page Astronomie/Physique.

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