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Des astrophysiciens détectent un signal venu de l’aube des temps, celui de la toute première étoile

Des scientifiques affirment avoir détecté des astres de "l'aube cosmique", c'est-à-dire la lumière émergeant des premières étoiles formée à la suite du Big Bang.

Et la lumière fut

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Des astrophysiciens détectent un signal venu de l’aube des temps, celui de la toute première étoile

Atlantico : Des scientifiques affirment avoir détecté des astres de "l'aube cosmique", c'est-à-dire la lumière émergeant des premières étoiles formée à la suite du Big Bang. De quoi s'agit-il ? Comment ont-ils été capables de repérer ces étoiles si loin dans le temps ?

Olivier Sanguy : Ce qui est très intéressant, c'est justement qu'ils n'ont pas été capables de repérer directement des étoiles si loin dans le temps ! Car ce n'est pas possible avec les techniques actuelles. En astronomie, regarder loin en distance, c'est aussi regarder loin dans le temps. Par exemple, lorsqu'un télescope capte la lumière d'une galaxie située à 10 milliards d'années-lumière, il la voit telle qu'elle était il y a 10 milliards d'années, ce qui donne aux astronomes une "fenêtre" sur l'état de l'Univers il y a 10 milliards d'années, soit un peu plus de 3 milliards d'années après le Big Bang.
Ce principe marche aussi avec les signaux radio. Ce qu'il s'est passé, c'est qu'un observatoire situé en Australie a détecté un signal radio très spécifique à 78 mégahertz. Ce signal correspond à de l'hydrogène excité par le rayonnement ultraviolet des premières étoiles qui se sont "allumées" après le Big Bang. Voilà pourquoi on parle d'une "aube cosmique".
 

Qu'ont-ils appris sur les étoiles de cette époque très éloignée ? Étaient-elles différentes de celles qu'on connaît aujourd'hui ?

Les caractéristiques du signal, et notamment sa fréquence (décalée par l'expansion de l'Univers d'ailleurs), indiquent que les premières étoiles sont nées 180 millions d'années après le Big Bang. C'est déjà très intéressant pour contraindre les modèles cosmologiques. On savait théoriquement qu'il ya avait un moment après le Big Bang quand s'était produit l'allumage des premiers soleils qui se fait par l'effondrement gravitationnel des nuages de gaz, en l'occurrence de l'hydrogène. Désormais, à la théorie, s'ajoute un premier indice venu de l'observation. Ces étoiles étaient probablement des géantes bleues à la durée de vie très courte. Les réactions de fusion en leur cœur ont créé les premiers éléments lourds qui ont ensuite été dispersés lorsqu'elles ont fini leur cycle. Éléments repris puis enrichis par d'autres étoiles et qu'on retrouve aujourd'hui dans la chimie du vivant : l'expression selon laquelle nous sommes faits de poussières d'étoiles n'est pas qu'une image poétique, mais un fait scientifique ! Au fur et à mesure que l'Univers a vieilli, il s'est aussi enrichi de bien d'autres types d'étoiles que les géantes bleues des débuts, par exemple notre Soleil qui est une banale naine jaune.

Qu'est-ce que cette découverte ouvre comme champ de recherche pour les astrophysiciens dans les années à venir ?

Cette découverte, qui reste à confirmer via d'autres moyens d'observations même si cette étude est très sérieuse (mais c'est ainsi que la science avance), ouvre déjà un champ de recherche du côté de la matière noire. Je rappelle que cette dernière est une matière sont on constate les effets gravitationnels, mais qu'on ne voit pas, d'où son nom. Par exemple, les galaxies ne devraient pas "tenir" si on prend uniquement en compte la matière qui émet dans le spectre électromagnétique. Il y a donc une matière en plus qui apporte sa masse, mais qui échappe à l'observation. Or, le signal radio qui trahit les premières étoiles nées 180 millions d'années après le Big Bang présente des caractéristiques qui laisse penser que l'hydrogène qui entourait ces premiers astres était bien plus froid que ce qui a été modélisé. Et l'une des explications avancées pourrait être un effet de la matière noire. Il est bien évidemment trop tôt pour s'emballer dans un sens comme dans un autre. Mais en revanche, on peut d'ores et déjà y voir une preuve de plus que pour avancer la science a besoin d'observations avec des outils de pointe. Pour détecter ce signal, il a fallu le trier au sein d'une sorte de "brouhaha" venu de multiples autres sources. Derrière la science, se cachent aussi des beaux exploits technologiques.

 
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Olivier Sanguy

Olivier Sanguy est spécialiste de l’astronautique et rédacteur en chef du site d’actualités spatiales de la Cité de l’espace à Toulouse.

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