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Au plus près des premières étoiles grâce aux avancées scientifiques

De quelle manière s'est peuplé l'Univers ? Le télescope James Webb promet de s'approcher du Big Bang jusqu'à 180 millions d'années pour étudier la mystérieuse période de réionisation, dans la prime enfance du cosmos.

Cet article est issu du magazine Les Indispensables de Sciences et Avenir n°209 daté avril/ juin 2022.

Lorsque les dernières lueurs de sa rugissante naissance s'estompèrent, bien avant que les toutes premières étoiles ne s'y forment, l'Univers entra dans une longue ère de ténèbres, baptisée Âges sombres par les cosmologistes. Il demeura ainsi plus de cent millions d'années pendant lesquelles il ne se passa rien, ou presque. Il était alors empli d'hydrogène, d'hélium et de matière noire en mélange presque parfaitement uniforme : le fond de rayonnement cosmologique, première lumière émise dans tout l'Univers 380.000 ans après le Big Bang, nous enseigne en effet que les variations de densité d'un point à un autre du tout jeune cosmos ne dépassaient pas initialement plus d'une partie pour 100.000. Imaginez : si les reliefs de la Terre étaient aussi peu contrastés, la différence d'altitude entre ses plus hauts sommets et ses fosses océaniques les plus profondes serait inférieure à 120 mètres…

De quelle manière l'Univers est-il passé d'un état aussi formidablement uniforme au cosmos actuel peuplé d'étoiles, de galaxies et de trous noirs denses séparés par de gigantesques espaces vides ? Les détails restent en grande partie mystérieux. Et les astronomes ne parviennent toujours pas à faire jaillir de leurs supercalculateurs des univers simulés qui ressemblent réellement au nôtre… "On aimerait par exemple comprendre comment on aboutit à la morphologie actuelle des galaxies", certifie Sandrine Codis, astrophysicienne au CNRS.

Ces vastes archipels d'étoiles ont souvent la forme de disques spiralés très plats, mais aussi - pour les plus grands - de ballons de rugby ellipsoïdes au sein desquels les astres circulent sur des orbites désordonnées, tels des moucherons autour d'un lampadaire. Ces galaxies elliptiques, beaucoup plus pauvres en gaz, n'ont plus de matière première pour former des étoiles et seraient le fruit de fusions en séries de galaxies spirales géantes, comme notre[...]

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