Mais au fait, quand l’Univers s’est-il réveillé ?

Une nouvelle étude publiée sur le serveur de pré-impression arXiv.org le 7 janvier dernier fait état de la découverte de certaines des plus anciennes galaxies jamais observées. D’après les scientifiques, ces entités cosmiques étaient déjà complètement formées lorsque l’Univers était seulement âgé de 680 millions d’années. Les chercheurs ont aussi découvert que ces anciennes galaxies émettaient des radiations ultraviolettes extrêmes. Mais que signifie réellement cette découverte ?

Au cours des premières centaines de milliers d’années après sa formation, l’Univers était exclusivement constitué de plasma. Puis, 380 000 années après le Big Bang, les températures qui étaient extrêmement élevées ont commencé à baisser et cela a permis la formation des premiers atomes d’hydrogène et d’hélium. Ainsi, pendant des millions d’années après le début de cette baisse de température, on peut dire que l’Univers a été dans un état de neutralité.

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Les gaz ont alors commencé à se condenser sous l’effet de la gravitation pour former les premières étoiles et les galaxies.

Les étoiles, lorsqu’elles se sont formées, ont toutefois causé un certain changement au niveau de l’Univers, car celui-ci est sorti de sa neutralité et est redevenu ionisé.

Que s’est-il passé ?

Aujourd’hui, même si tous les objets que nous voyons et utilisons tous les jours sont constitués d’atomes, la grande majorité de la matière présente dans l’Univers est faite de plasma. Les électrons et les nucléons sont ainsi libres comme ils l’étaient juste après le Big Bang, et on peut les trouver par exemple dans le soleil, dans les étoiles ou encore les nébuleuses.

Les scientifiques se demandent ainsi ce qui a pu causer ce retour à l’état de plasma. Comme tout ce que l’on peut observer dans l’Univers est fait de plasma, même les étoiles et les galaxies les plus éloignées, les chercheurs pensent ainsi que l’événement qui a causé la ré-ionisation a dû avoir lieu assez tôt.

Une des hypothèses avancées par rapport à ce problème est que l’émission extrême de radiations ultraviolettes par les premières étoiles a retransformé l’Univers en plasma. Malheureusement, on ne sait pas exactement à quel moment cet événement a pu se passer  puisque les instruments existants ne sont pas capables d’observer aussi loin. D’ailleurs, on ne sait pas non plus exactement quand les premières étoiles ont commencé à apparaître.

Un début de solution ?

Par rapport à ce problème, les galaxies anciennes récemment découvertes, qui sont au nombre de trois, pourraient apporter un début de solution. Vues de la Terre, ces galaxies sont à peine visibles et sont incroyablement petites et distantes. Toutefois, elles étaient déjà complètement formées quand l’Univers était âgé de 680 millions d’années. De plus, en examinant les radiations dans leurs environs, les chercheurs ont observé que ces galaxies avaient déjà commencé à former des bulles de plasma ionisé autour d’elles. C’est le premier signe clair de la période de ré-ionisation.

Les astronomes avaient déduit que l’Univers avait fini de se ré-ioniser avant d’atteindre le milliard d’années. Cependant, le fait que cela ait commencé aussi tôt était une surprise. En tout cas, de futures recherches permettront d’en savoir un peu plus sur cette période importante de l’Univers.

Mots-clés cosmologie