Stéphanie Bernard est une sur 24 millions. Le candidat au doctorat de l'Université de Melbourne est le seul Australien à avoir accès au télescope spatial Spitzer de la NASA, et elle utilise son temps pour explorer l'une des premières galaxies de l'univers.

Sélectionnés parmi des centaines d'astrophysiciens souhaitant accéder au télescope pendant 12 mois (à partir de mi-2016), Mme Bernard analyse actuellement les signaux infrarouges d'une ancienne galaxie qui pourrait détenir les secrets du développement de la vie dans l'univers.

"Nous nous concentrons fortement sur la compréhension de la formation de la première génération d'étoiles, " elle dit.

Les scientifiques ont daté la naissance de l'univers à environ 13,8 milliards d'années, quand le Big Bang s'est produit. Mme Bernard et son superviseur, l'astrophysicien Dr Michele Trenti, de l'École de physique, viennent de recevoir leur premier lot de données de Spitzer, et ils sont concentrés sur une grande galaxie - plus grande que notre propre Voie Lactée - appelée 11153+0056_514, qui s'est formé entre 500 et 800 millions d'années après le Big Bang.

"Donc, ce que nous faisons, c'est remonter 13 milliards d'années dans le temps, " dit Mme Bernard.

Le simple fait de trouver une galaxie aussi ancienne est un défi, laissez le long d'explorer ses détails complexes et ses origines.

"C'est comme une aiguille dans une botte de foin; ces galaxies ne sont qu'une petite tache dans le ciel, quelque chose comme 150 à 200 fois plus petit que la lune, " dit le Dr Trenti.

"Nous pouvons rechercher des milliers de galaxies, et si nous avons de la chance, il y en a peut-être un qui date de 13 milliards d'années. Et si vous recherchez les galaxies les plus brillantes du moment, c'est encore plus rare, parce que les galaxies commencent à se former petites, puis au fil du temps, elles grandissent et se fondent souvent en des galaxies beaucoup plus grandes. »

Anciennement connu sous le nom de Space Infrared Telescope Facility, le puissant télescope spatial Spitzer fait partie du programme des grands observatoires de la NASA.

Il a ensuite été nommé d'après l'astronome Lyman Spitzer, qui dans les années 1940 a préconisé le concept de télescopes spatiaux.

Le télescope a été propulsé dans l'espace en 2003 et la NASA prévoyait de le faire fonctionner pendant deux ans et demi. peut-être jusqu'à cinq.

Maintenant, dans sa 13e année, Spitzer est toujours aussi fort, bien que sa date de péremption d'origine soit bel et bien dépassée. Bien que certaines de ses fonctions d'origine ne fonctionnent plus, parce que le télescope est à court d'hélium liquide, ses deux caméras infrarouges à courte longueur d'onde fonctionnent toujours.

Et c'est cette capacité infrarouge qui rend l'accès à Spitzer si important.

Pour utiliser le télescope, Mme Bernard envoie les coordonnées de la galaxie à la NASA, qui positionne ensuite le télescope dans cette zone lorsqu'il y a suffisamment d'autres demandes de données de ce coin particulier de l'univers. Les données brutes sont ensuite envoyées par courrier électronique à Mme Bernard, qui l'analyse.

Mme Bernard et le Dr Trenti ont trouvé la galaxie 11153+0056_514 à l'aide du télescope spatial Hubble mieux connu, mais afin d'approfondir ses détails, ils avaient besoin de le voir en infrarouge, qui ne peut pas être vu avec l'œil humain ou Hubble.

Le Dr Trenti dit que voir ces galaxies dans l'infrarouge est important car l'univers est en expansion. Au fur et à mesure que la lumière de cette galaxie voyage vers nous, elle perd de l'énergie, parce que l'espace est étiré.

"Ces galaxies lointaines auraient émis de la lumière UV à haute énergie, mais parce que l'univers est devenu environ 10 fois plus grand au cours des 13 derniers milliards d'années, au moment où cette lumière nous atteint, il a été étiré, et l'énergie est inférieure à ce que l'œil humain peut voir, " dit le Dr Trenti.

Étant donné l'âge de Spitzer, et le fait que le télescope James Webb beaucoup plus avancé – qui remplacera à terme Hubble et Spitzer – devrait être lancé en 2018, c'était probablement la dernière occasion pour Mme Bernard d'utiliser Spitzer.

Les images que Spitzer a renvoyées sur Terre au cours des 13 dernières années sont envoûtantes. Tourbillons de violet néon, vert, rouge, bleu et rose, contrastait avec le noir le plus sombre de l'univers.

Mais il faudra encore un certain temps avant que Mme Bernard et le Dr Trenti puissent traiter correctement toutes les données qui finiront par créer ces images époustouflantes. À l'heure actuelle, leurs images ressemblent à de grandes taches, sans aucun détail perceptible.

Mais ces taches sont fascinantes pour Mme Bernard et pourraient contenir des indices essentiels qui pourraient répondre à certaines des questions les plus profondes de l'humanité.

"Nous avons une idée de base de ce à quoi cette galaxie devrait ressembler et donc nous passons au peigne fin cette image et voyons si nous pouvons la faire correspondre avec ces idées de la galaxie, " dit Mme Bernard.

"Trouver ces premières galaxies nous dit un peu à quoi ressemblait l'univers à cette époque, parce que nous pouvons regarder quelles sont les propriétés de la galaxie, quel genre d'étoiles il a à l'intérieur et nous pouvons avoir une idée de la façon dont ces processus que nous voyons dans l'univers aujourd'hui, comme des galaxies fusionnant, tout a commencé."

Explorer l'univers primitif et s'approcher si près du Big Bang est au centre des recherches de Mme Bernard et du Dr Trenti.

« C'est vraiment pour répondre à l'une des questions les plus fondamentales :où avons-nous, humanité, viennent de ?" dit le Dr Trenti.

"Après le Big Bang, l'univers était un endroit assez ennuyeux; ce n'était que de l'hydrogène, de l'hélium et des traces de peut-être quelques éléments plus lourds comme le lithium, mais rien d'autre.

"Avec le temps, de minuscules fluctuations dans ces éléments se développent et la gravité les fait s'effondrer et vous avez les conditions physiques qui conduisent à la formation de la première génération d'étoiles et de galaxies. Et ceux-ci produisent des éléments chimiques par des processus de fusion et puis vous avez les éléments - le carbone, oxygène, fer - qui sont nécessaires à la vie."