Le télescope James-Webb fait une découverte intrigante à l’aube de l’Univers

Alors que l’on pensait que le carbone avait commencé à se former en grandes quantités environ un milliard d’années après le Big Bang, de nouvelles observations de James-Webb révèlent que cet événement s’est produit bien plus tôt.

Un fort signal de carbone

À ses débuts, l’Univers était principalement composé d’hydrogène et d’hélium auxquels s’ajoutaient de petites quantités de lithium. Considérés comme des métaux, les éléments plus lourds, comme le carbone, ont été forgés dans les entrailles des premières étoiles, et distribués dans le cosmos lors de leurs explosions en supernovas.

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S’il était depuis longtemps supposé qu’un tel processus s’était étalé sur plusieurs générations stellaires précoces, l’observation de GS-z12 à l’aide du spectrographe proche infrarouge de James-Webb remet largement en question cette hypothèse. L’analyse des données du puissant télescope spatial a permis de confirmer la présence d’un nuage de carbone dans cette galaxie 100 000 fois moins massive que la Voie lactée, apparue 350 millions d’années seulement après le Big Bang.

Selon les auteurs de la nouvelle étude, pré-publiée sur le serveur arXiv, cette détection d’un signal fort de carbone, associé à des traces d’oxygène et de néon, suggère que cet élément pourrait même être le plus ancien « métal » du cosmos.

Des effondrements d’étoiles moins énergétiques que prévu

« Voir de grandes quantités de carbone si tôt dans l’histoire de l’Univers a été une surprise », souligne Roberto Maiolino, de l’université de Cambridge. « Nous pensions que les premières étoiles produisaient beaucoup plus d’oxygène que de carbone, mais ces observations suggèrent une réalité bien différente. »

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Bien que les mécanismes impliqués restent flous, des effondrements d’étoiles précoces moins énergétiques que prévu pourraient être impliqués : le carbone se serait formé dans l’enveloppe extérieure de ces astres, ce qui lui aurait permis de s’échapper et d’ensemencer le cosmos, au lieu d’être « gobé » par des trous noirs nouvellement formés.

Un tel élément étant essentiel à la vie telle que nous la connaissons, cette nouvelle découverte implique également que cette dernière ait pu émerger dans l’Univers beaucoup plus précocement qu’on ne le pensait.