Des astronomes ont découvert un « nuage fossile » né quelques minutes après le Big Bang

Pour le moment, nous ne connaissons que trois de ces nuages d'hydrogène.

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09 Janvier 2019, 1:40pm

Une simulation de la répartition des galaxies et du gaz dans l'univers. Image : Keck Observatory

Des astronomes de l’observatoire W.M. Keck de Hawaï ont découvert un « nuage fossile » d’hydrogène pur - une entité rare, née quelques minutes seulement après le Big Bang.

D’après les astronomes, nous ne connaissons que trois nuages fossiles de ce genre.

Les chercheurs pensent que l’hydrogène du nuage a été produit quelques minutes après le Big Bang. Sans trop qu’on sache pourquoi, il n’a presque pas été « contaminé » par les métaux surgis d’étoiles mourrantes pendant 1,5 milliard d’années. Et c’est ce qui le rend si intéressant aux yeux des astronomes : ce genre de fossile stellaire pourrait contenir de précieux indices sur la répartition des métaux lourds dans l’univers primordial.

« Partout où notre regard porte dans l’univers, le gaz est pollué par des éléments lourds issus de l’explosion d’étoiles » explique Fred Robert, étudiant à l’université de technologie de Swinburne et auteur principal de l’étude décrivant le nuage fossile, dans un communiqué. « Mais ce nuage particulier semble avoir été préservé. »

Fred Robert et ses collègues ont découvert le nuage en utilisant un spectrographe et un spectromètre, explique leur article de recherche à paraître dans le Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Ces instruments d’analyse du spectre lumineux permettent d’obtenir des renseignements précieux sur un objet céleste donné : température, composition chimique…

Ici, les astronomes ont analysé le spectre lumineux d’un quasar situé derrière le nuage fossile. Les quasar sont des galaxies dotées d’un « noyau actif », c’est-à-dire d’un trou noir supermassif qui dégage des quantités phénoménales de radiations électromagnétiques en absorbant la matière environnante. Ils sont considérés comme les objets les plus lumineux de l’univers.

En analysant la manière dont l’énergie du quasar traverse le nuage, Robert et ses collègues ont pu déterminer qu’il s’agissait sans doute d’un rare vestige du Big Bang.

« S’il comporte le moindre élément lourd, c’est sans doute dans une proportion dix mille fois inférieure à celle de notre Soleil » explique Robert. « C’est extrêmement peu. [Et] la meilleure façon d’expliquer ça est de considérer qu’il s’agit d’une véritable relique du Big Bang. »

Les deux autres fossiles du Big Bang connus ont été découverts par hasard à l’observatoire Keck. Robert et ses collègues ont repéré le troisième au terme d’une recherche active dans une zone déjà connue pour ses traces d’hydrogènes et son manque de métaux lourds.

John O’Meara, le chef de l’observatoire Keck et l’un des découvreurs des deux premiers fossiles, a déclaré qu’il considérait sa découverte de 2011 comme « la partie émergée de l’iceberg. » Il a tout de même fallu attendre sept ans pour que les astronomes découvrent une nouvelle relique du Big Bang.

La découverte de Fred Robert et son équipe est excitante en elle-même, mais aussi parce qu’elle est le résultat de la première « chasse aux fossiles du Big Bang ». Les chercheurs espèrent qu’elle ouvrira la voie à plus de découvertes de ce genre, qui permettront de mieux apprécier la rareté de ces fossiles dans l’univers.

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