C’est justement dans cette galaxie très ancienne que des chercheurs ont détecté de l’oxygène, une découverte rare qui nous donne un aperçu précieux de l’univers, seulement quelques centaines de millions d’années après sa naissance.
C’est comme retrouver la photo d’un bébé univers.
À la recherche d’oxygène dans le ciel profond
Jorge Zavala, astronome au Centre ALMA d’Asie de l’Est, a joué un rôle important dans cette découverte. Il explique :
« Nous avons orienté plus de quarante antennes de 12 mètres de diamètre de l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ainsi que le télescope spatial James Webb de 6,5 mètres, vers une toute petite zone du ciel qui, à l’œil nu, semble complètement vide. »
Leur objectif était de capter un signal très faible provenant d’un des objets les plus éloignés jamais observés.
Ils ont réussi à détecter l’émission d’atomes excités, notamment d’oxygène et d’hydrogène, deux éléments essentiels qui nous renseignent sur la composition des toutes premières étoiles.
Ces signaux sont une véritable mine d’informations pour comprendre comment les premières galaxies se sont formées.
Une galaxie petite mais très dense
Cette galaxie, appelée GHZ2, a une masse équivalente à plusieurs centaines de millions de fois celle du Soleil. Pourtant, elle occupe un espace très réduit, seulement quelques centaines d’années-lumière de diamètre.
Pour mieux imaginer, c’est comme compresser une grande ville dans un quartier très petit ! Cette densité rappelle celle des amas d’étoiles très serrés que l’on trouve dans notre propre galaxie.
Cela soulève une question importante : comment une structure aussi compacte a-t-elle pu apparaître si tôt dans l’histoire de l’univers ?
En ce qui concerne la métallicité, c’est-à-dire la quantité d’éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium, elle est faible, environ un dixième de celle que nous connaissons près du Soleil. Cela est logique puisque l’univers était encore très jeune à cette époque et n’avait pas accumulé beaucoup d’éléments lourds.
Mais cette quantité est plus élevée que ce que les scientifiques avaient prévu, ce qui est une surprise.
Des étoiles jeunes et très actives
La galaxie GHZ2 est peuplée d’étoiles chaudes, massives et de courte durée de vie qui brillent intensément. Leur rayonnement est suffisamment puissant pour ioniser l’oxygène et l’hydrogène dans toute la galaxie, ce qui produit les émissions observées.
Les astronomes comparent cette activité à une véritable “usine à étoiles”, beaucoup plus dynamique que ce que l’on trouve dans des galaxies plus âgées.
Ici, la formation des étoiles se fait rapidement, presque en “explosion” plutôt qu’à un rythme lent. Cette activité intense pourrait expliquer pourquoi certaines galaxies ont grandi si vite dans l’univers primitif.
Vers une meilleure compréhension des amas globulaires
La galaxie GHZ2 pourrait aussi aider à comprendre l’origine des amas globulaires, ces groupes d’étoiles très denses et très anciens que l’on trouve dans la Voie lactée. GHZ2 présente des caractéristiques similaires, notamment en termes de densité et de composition chimique.
Si ces galaxies primitives sont à l’origine de tels amas, cela pourrait résoudre une grande question en astrophysique sur la façon dont ces anciens regroupements d’étoiles se sont formés.
L’importance de combiner plusieurs télescopes
Chaque nouvelle détection montre l’intérêt de combiner différents instruments qui observent à des longueurs d’onde variées. En associant les données radio d’ALMA et les images infrarouges du James Webb, les chercheurs peuvent mieux comprendre la composition et la structure de ces galaxies lointaines, apparues seulement quelques centaines de millions d’années après le Big Bang.
Leur prochain défi est de détecter d’autres raies d’émission, ce qui permettrait d’en savoir plus sur la chimie de ces systèmes, la croissance des trous noirs et les influences cosmiques à grande échelle.
Un univers ancien qui se révèle petit à petit
Même si ces découvertes sont complexes, elles ajoutent chaque fois une pièce au grand puzzle de l’histoire de l’univers. Petit à petit, les scientifiques comprennent mieux comment les étoiles, les galaxies et leurs amas se sont formés dans un cosmos encore jeune et hostile.
C’est comme lire les premières pages d’un livre fascinant sur l’évolution de notre univers.
Alors, prêt à explorer ce voyage à travers le temps et l’espace ? L’univers continue de nous surprendre.
