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Les astronomes ont récemment découvert une galaxie fascinante, JADES-GS-z14-0, qui émet de la lumière provenant d’une période cosmique très tôt, seulement 300 millions d’années après le Big Bang. Ce qui étonne les scientifiques, c’est la richesse en oxygène de cette galaxie, un phénomène inattendu puisqu’on pensait que les éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium apparaissaient en quantités significatives beaucoup plus tard dans l’évolution de l’Univers.
Une galaxie précoce qui défie les modèles actuels
Les astronomes ont en effet découvert que JADES-GS-z14-0, bien que très jeune, contient une quantité inhabituelle d’oxygène. Cette trouvaille remet en question les modèles établis de formation galactique. Elle soutient l’idée que l’Univers primitif a atteint sa maturité bien plus rapidement que prévu.
Sander Schouws, cosmologiste à l’Observatoire de Leyde aux Pays-Bas, compare cela à découvrir un adolescent là où l’on n’attendait que de jeunes bébés. Il souligne que cette galaxie a non seulement été formée rapidement, mais qu’elle est aussi en train d’évoluer à un rythme accéléré, renforçant l’hypothèse que la formation des galaxies s’est produite plus vite que ce que l’on croyait.
Une galaxie trop grande et trop évoluée pour son âge
La simple existence de JADES-GS-z14-0 constituait déjà un casse-tête pour les astrophysiciens. Détectée à plus de 13,4 milliards d’années-lumière, cette galaxie apparaît à la fois immense et très lumineuse, ce qui défie les modèles classiques de croissance des galaxies. En général, les scientifiques estiment que ces structures mettent des milliards d’années à atteindre une telle taille et à produire des éléments lourds en quantité significative.
Dans les premiers instants de l’Univers, seuls l’hydrogène et l’hélium étaient présents. Les étoiles de première génération se sont formées à partir de ces éléments, s’effondrant sous l’effet de la gravité jusqu’à initier des réactions de fusion nucléaire. Ce processus a permis la création d’éléments plus lourds comme l’oxygène, mais leur dispersion dans l’espace nécessite la mort explosive de ces étoiles sous forme de supernova.
Généralement, ce processus prend du temps. Cependant, les observations de JADES-GS-z14-0 montrent une abondance d’oxygène bien plus élevée que prévu, suggérant que la production d’éléments lourds s’est déroulée à un rythme bien plus rapide que ce que les scientifiques avaient anticipé.
Une révolution dans la compréhension de l’Univers primitif
Les astronomes ont pu mesurer cette surprenante richesse en oxygène grâce au réseau Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) au Chili. Selon Stefano Carniani, astrophysicien à la Scuola Normale Superiore en Italie, « ces résultats inattendus offrent un regard totalement nouveau sur les premières étapes de l’évolution des galaxies ». La découverte d’une galaxie déjà mature dans l’Univers naissant remet en question le moment et la manière dont ces galaxies se sont formées.
L’expansion de l’Univers fait que la lumière provenant de galaxies très lointaines est décalée vers le rouge, un effet que seul un télescope infrarouge puissant comme James-Webb peut détecter. Depuis son lancement, James-Webb a révélé un nombre croissant de galaxies massives dans l’Univers primitif, bousculant les théories sur le premier milliard d’années après le Big Bang.
Cette récente découverte d’oxygène dans JADES-GS-z14-0 représente un élément supplémentaire dans une série de découvertes qui indiquent que les galaxies ont évolué rapidement dans l’Univers primitif. Il reste maintenant à comprendre comment cette vitesse de croissance influence notre chronologie cosmologique et quelles autres hypothèses concernant l’univers primitif doivent être reconsidérées.
Par ailleurs, le télescope spatial James-Webb repère une structure inattendue dans l’Univers primitif.