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 Nouvelle population de galaxies au fin fond de l'Univers

Publié le 8 décembre 2008

Utilisant l’effet de mirage gravitationnel, une équipe internationale d’astronomes semble avoir trouvé une nouvelle population de galaxies...



Utilisant l’effet de mirage gravitationnel, une équipe internationale d’astronomes à laquelle participe Jean-Paul Kneib, chercheur du CNRS au Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM-OAMP/CNRS/Université de Provence), semble avoir trouvé une nouvelle population de galaxies dont la lumière aurait mis plus de 13 milliards d’années à nous parvenir. Cette découverte mettrait en évidence l’existence de galaxies alors que l’Univers n’était âgé que de 500 millions d’années.

300 000 ans après le Big-Bang, l’Univers en expansion est devenu transparent au rayonnement lumineux. A cette époque, aucune étoile ne brillait encore et c’est pourquoi les astronomes nomment cette époque « les Ages Sombres ». La découverte des premières étoiles et des premières galaxies qui commencèrent à briller dans l’Univers est l’un des objectifs majeurs des cosmologues et motive la construction des futurs télescopes comme le télescope européen ELT (Extremely Large Telescope) et le télescope spatial JWST. Ces recherches constituent un élément essentiel pour nous permettre de comprendre comment notre Univers s’est formé et évolue au cours du temps.

En attendant de pouvoir utiliser les futurs instruments d’observation, les astronomes ont recours à des techniques faisant appel à des phénomènes naturels et aux lois fondamentales de la physique. L’une d’entre elles utilise l’effet de mirage gravitationnel prédit par Einstein et amplement vérifié depuis. D’après la relativité générale, la lumière est déviée par le champ gravitationnel. Au voisinage d’un champ gravitationnel fort, comme celui des amas de galaxies les plus massifs de l’Univers, la lumière provenant d’un objet lointain est donc fortement déviée. Si l’objet lointain, l’amas de galaxies et l’observateur sont alignés, ce dernier voit un arc lumineux. Cet arc correspond en réalité à la fusion de plusieurs images de l’objet lointain. Ces images sont déformées et, ce qui intéresse surtout les astronomes, elles sont amplifiées.
Une équipe internationale d’astronomes a utilisé cette technique en observant les amas de galaxies les plus efficaces en termes de magnification, avec l’un des plus puissants télescopes au monde : le télescope Keck de 10m de diamètre, situé à 4200m au sommet du Mauna Kea à Hawaii et équipé du spectrographe NIRSPEC. Pendant 3 ans, 9 amas de galaxies ont été scrutés en détail.

« Nous avons identifié 6 jeunes galaxies, formant activement des étoiles, et situées à une distance correspondant à l’époque ou l’Univers n’avait que 500 millions d’années, soit moins de 4% de son âge actuel » raconte Jean-Paul Kneib chercheur au Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM-OAMP/CNRS/Université de Provence) et membre de cette équipe scientifique.

S’assurer que cette nouvelle population de galaxies a été identifiée de façon non ambiguë est excessivement difficile à de telles distances, malgré de très nombreux tests réalisés cette dernière année par l’équipe d’astronomes avec les meilleurs télescopes actuels. Cependant, de vieilles populations d’étoiles ont été identifiées dans d’autres galaxies un peu plus âgées que celles-ci. D’après les scientifiques, on peut donc raisonnablement penser qu’au moins une partie des galaxies identifiées est effectivement réelle.
Le grand nombre de galaxies trouvées semble indiquer qu’il existait à cette époque une grande population de galaxies intrinsèquement peu brillantes. Le flux ultraviolet ionisant de cette nouvelle population de galaxies serait suffisant pour expliquer le phénomène de ré-ionisation de l’Univers (ionisation des atomes d’hydrogène neutre du milieu intergalactique) qui marqua la fin des « Ages Sombres ».

Contacts Presse :
France
Jean-Paul Kneib
Chercheur au Laboratoire d’Astrophysique de Marseille
Email : jean-paul.kneib@oamp.fr
Portable : 06 85 98 82 65

Thierry Botti
Chargé de communication OAMP
Email : thierry.botti@amp.fr
Portable : 06 72 53 79 46

USA
Johan Richard
Astronomy Department / California Institute of Technology
E-mail : johan@astro.caltech.edu

IMAGES
Images des nouvelles galaxies et descriptions de la méthode utilisée :
http://www.astro.caltech.edu/ johan/cosmic_dawn/
Source :
Astrophysical Journal Volume 663, pages 10-28, 2007
http://www.journals.uchicago.edu/Ap...
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0701279



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