Observer directement les premières galaxies de notre Univers est toujours hors de notre portée. Mais des résultats récemment obtenus par des chercheurs, alors qu’ils étudiaient celles qu’ils appellent la raie à 21 centimètres, constituent une étape capitale dans la compréhension de la façon dont l'Univers est passé d’un endroit presque vide à un endroit rempli d’étoiles.

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[EN VIDÉO] La radioastronomie surprend des galaxies lointaines en train de donner naissance à des étoiles Grâce à l’International Low Frequency Array (LOFAR), un large réseau de 70.000 radiotélescopes répartis sur l’Europe, les astronomes ont obtenu des images époustouflantes de la jeunesse de notre Univers. Des dizaines de milliers de galaxies capturées au moment où elles formaient des étoiles. Cette vidéo propose de survoler une partie du ciel étudié. © Jurgen de Jong, Université de Leiden

La raie à 21 centimètres. Quelle expression étrange ! C'est pourtant bien cette raie, à la fin des années 1950, qui a permis à l'astronomeastronome néerlandais Jan Oort, de faire la preuve de la structure en spirale de notre Voie lactée. Aujourd'hui, c'est encore cette raie, ou plutôt sa non-détection, qui permet à des chercheurs de l’université de Cambridge (Royaume-Uni) d'en apprendre un peu plus sur cette période que les astrophysiciensastrophysiciens appellent l'AubeAube cosmique. Cette période de l'UniversUnivers primordiale durant laquelle les premières étoilesétoiles et les premières galaxiesgalaxies ont commencé à voir le jour.

Avant d'aller plus loin, précisons que l'expression « raie à 21 centimètres » désigne, pour les chercheurs, une raie spectraleraie spectrale émise par l'atomeatome d'hydrogènehydrogène neutre. À 21 centimètres de longueur d'ondelongueur d'onde. Dans le domaine radioradio, donc. Et si le télescope spatial James-Webb est capable d'imager des galaxies individuelles dans l'Univers primordial, l'étude de la raie à 21 centimètres, elle, est susceptible de renseigner sur des populations entières de galaxies encore plus anciennes.

Un intérêt tout particulier 

Grâce à ce signal spécifique des premières étoiles rerayonné par d'épais nuagesnuages d'hydrogène. D'où son intérêt tout particulier. Au moins en attendant que le projet Square Kilometre Array (SKA, Afrique du Sud et Australie) dont les astronomes espèrent qu'il pourra être en mesure -- d'ici la fin de cette décennie -- de produire des images de notre Univers primordial.

En 2018, l'équipe de l'expérience EdgesEdges avait suggéré une possible détection, à travers le brouillardbrouillard de l'Univers primitif, de la lumièrelumière des premières étoiles. Mais le signal semblait trop puissant. Des données du radiotélescoperadiotélescope indien Saras3 ont remis en cause cette détection. Ce sont ces données que les chercheurs de l'université de Cambridge ont analysées dans le détail. Des données qui remontent à seulement 200 millions d'années après le Big BangBig Bang. Ils ont testé plusieurs scénarios astrophysiquesastrophysiques qui pourraient expliquer le résultat de l'expérience Edges. À aucun moment, ils n'ont décelé la fameuse raie à 21 centimètres.

Des limites aux propriétés des premières étoiles

Mais tout ce travail n'a pas été vain. Les astrophysiciens expliquent en effet que le fait de ne pas avoir trouvé le signal d'une certaine amplitude qu'ils cherch...
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