Hubble remonte dans la "préhistoire" des galaxies

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Pour ce vétéran qu'est Hubble, la performance force le respect. Elle a été fièrement annoncée mardi par la Nasa : le célébrissime télescope spatial a battu un record de remontée dans le temps en découvrant les galaxies les plus anciennes connues à ce jour, datant de 13 milliards d'années, soit 600 à 800 millions d'années seulement après le "Big Bang". Ces objets cosmiques sont essentiels pour comprendre l'évolution qui a conduit de la naissance des premières étoiles à la formation des premières galaxies, celles-ci ayant donné lieu à leur tour à la création de la Voie Lactée et d'autres galaxies elliptiques peuplant l'univers d'aujourd'hui.

L'équipe d'astronomes a combiné les données fournies par les nouveaux instruments de Hubble, pionnier des télescopes spatiaux, aux observations faites avec son jeune descendant Spitzer pour calculer les âges de ces premières galaxies et leurs masses. "Les masses de ces toutes premières galaxies représentaient environ 1% de celle de la Voie Lactée", explique Ivo Labbé, de Carnegie Observatories, un des membres de l'équipe de recherche. "A notre plus grande surprise, les résultats montrent que ces galaxies existaient 700 millions d'années après le Big Bang (qui a théoriquement marqué le début de l'univers), ce qui signifie qu'elles ont dû commencer à former des étoiles plusieurs centaines de millions d'années plus tôt et repousse encore davantage la date des premières formations stellaires", poursuit-il.

Le grand mystère de la réionisation

"Avec la réparation et la modernisation de Hubble (effectuée en mai 2009) et ses nouveaux instruments, nous entrons dans un territoire cosmique inconnu qui ouvre la voie à de nouvelles découvertes", relève Garth Illingworth de l'Université de Californie à Santa Cruz, l'un des responsables de ces travaux. "Les galaxies les plus faibles d'intensité montrent qu'elles sont liées aux toutes premières étoiles", ajoute Rychard Bouwens, autre membre de l'équipe de recherche. "Ces galaxies sont tellement bleues qu'elles doivent être largement dépourvues d'éléments chimiques lourds, ce qui est caractéristique d'une population galactique primitive".

Une des questions récurrentes est de savoir si ces toutes premières galaxies émettaient suffisamment de radiations pour permettre une réionisation du milieu interstellaire, quand la lumière jaillit des électrons contenus dans l'hydrogène environnant. Les astronomes estiment qu'une réionisation s'est apparemment produite entre 400 et 900 millions d'années après le Big Bang, mettant fin à une ère d'obscurité quand l'univers était surtout formé d'atomes d'hydrogène, était opaque, sans étoile ni galaxie.

Mais les astronomes ne savent pas encore quelles sources lumineuses ont été à l'origine de la réionisation de l'univers. "Nous atteignons les limites de ce que nous pouvons faire avec Hubble", juge Ivo Labbé. "Observer l'émergence des premières galaxies nécessite des équipements de plus grande puissance, tels que le futur James Webb Space Telescope (JWST) et d'autres télescopes terrestres comme celui en projet du Giant Magellan Telescope", précise-t-il. Le JWST, le successeur de Hubble, sera doté d'un miroir de 6,5 mètres de diamètre, contre 2,4 mètres pour Hubble. Il évoluera beaucoup plus loin dans l'espace puisqu'il sera au deuxième point Lagrange (un point fixe dans l'espace) à 1,5 million de kilomètres de la Terre, contre 600 kilomètres pour Hubble.