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Des astronomes ont détecté le plus ancien rayonnement galactique ionisé connu, avec des implications pour notre compréhension d’une phase charnière de l’évolution de l’Univers.
La galaxie précoce MXDFz4.4
Au cours des centaines de millions d’années ayant suivi le Big Bang, les portions de cosmos séparant les galaxies étaient remplies d’un brouillard dense d’hydrogène neutre. Progressivement, le rayonnement des premières étoiles et galaxies a ionisé ce gaz, dissipant ce voile et permettant à la lumière de voyager librement à travers l’Univers.
Si les chercheurs s’efforcent encore de comprendre cet événement de réionisation, intervenu il y a plus de 13 milliards d’années, l’étude des observations du télescope spatial Hubble, associées aux données de James-Webb et du Very Large Telescope, a conduit à la détection de photons ultraviolets « ionisants » provenant de la galaxie précoce MXDFz4.4, que nous voyons telle qu’elle était 250 millions d’années après la fin de cette phase de transition majeure.
« On pensait que c’était impossible », explique Ilias Goovaerts, auteur principal de la nouvelle étude, publiée dans The Astrophysical Journal. « Ce qui rend cette galaxie vraiment particulière, c’est que sa lumière traverse une quantité sans précédent de gaz diffus entre les galaxies. »
MXDFz4.4 se distingue par sa compacité (elle est environ 100 fois moins étendue que la Voie lactée) et son taux soutenu de formation stellaire (avec des étoiles naissant environ 10 fois plus rapidement qu’au sein de notre galaxie). Selon Goovaerts, une telle densité favorise la fuite de lumière ionisante, capable d’arracher des électrons aux atomes d’hydrogène du milieu intergalactique.
Un trio de télescopes
Après la détection d’un signal intriguant dans les données du télescope spatial Hubble, l’équipe s’est appuyée sur les images profondes du cosmos réalisées par son homologue James-Webb afin de préciser les caractéristiques de la galaxie.
Par la suite, les données spectroscopiques du Very Large Telescope chilien ont permis de confirmer l’âge de MXDFz4.4 grâce à sa raie d’émission Lyman-alpha, caractéristique de l’hydrogène et révélatrice de la distance à laquelle l’objet l’émettant se trouve.
Globalement, la découverte de cette galaxie unique suggère que d’intenses épisodes de formation stellaire auraient joué un rôle significatif dans la dissipation du brouillard d’hydrogène de l’Univers primitif. L’observation d’exemples similaires permettra d’appuyer cette hypothèse.
Il y a quelques mois, des astronomes avaient détecté une pouponnière stellaire record, à environ 13 milliards d’années-lumière.