Les astronomes annoncent aujourd'hui l'une des plus grandes cartes 3D de l'univers infantile, dans une présentation à la Semaine européenne de l'astronomie et des sciences spatiales à Liverpool. Une équipe dirigée par le Dr David Sobral de l'Université de Lancaster a réalisé la carte à l'aide du télescope Subaru à Hawaï et du télescope Isaac Newton aux îles Canaries. En remontant le temps à 16 époques différentes entre 11 et 13 milliards d'années, les chercheurs ont découvert près de 4000 galaxies primitives, dont beaucoup auront évolué en galaxies comme notre propre Voie lactée.

La lumière des galaxies les plus lointaines met des milliards d'années à nous parvenir. Cela signifie que les télescopes agissent comme des machines à remonter le temps, permettant aux astronomes de voir des galaxies dans un passé lointain. La lumière de ces galaxies est également étirée par l'expansion de l'Univers, en augmentant sa longueur d'onde pour la rendre plus rouge. Ce redshift est lié à la distance de la galaxie. En mesurant le décalage vers le rouge d'une galaxie, les astronomes peuvent ainsi déduire sa distance, combien de temps sa lumière a-t-elle mis pour nous atteindre et donc à quelle distance dans le temps nous la voyons.

Dans le nouveau travail, l'équipe a utilisé des filtres pour échantillonner des longueurs d'onde particulières de la lumière, et donc des époques spécifiques dans l'histoire de l'Univers.

Sergio Santos, un doctorant de Lancaster et membre de l'équipe, commente :"Nous avons utilisé de grandes quantités de données prises avec 16 filtres spéciaux sur des caméras à grand champ et les avons traitées ici à Lancaster pour découper littéralement l'Univers dans le temps cosmique et voyager dans le temps avec 16 destinations temporelles cosmiques bien définies."

Le Dr Sobral ajoute:"Ces premières galaxies semblent avoir subi beaucoup plus de "rafales" lorsqu'elles ont formé des étoiles, au lieu de les former à un rythme relativement stable comme notre propre galaxie. En outre, ils semblent avoir une population de jeunes étoiles qui est plus chaude, plus bleus et plus pauvres en métal que ceux que nous voyons aujourd'hui."

Sobral et son équipe ont découvert des galaxies qui existaient lorsque l'Univers n'avait que 20 à 7 % de son âge actuel, et donc fournir des informations cruciales sur les premières phases de la formation des galaxies.

Les chercheurs ont également découvert que ces premières galaxies sont incroyablement compactes. "La majeure partie des galaxies lointaines que nous avons trouvées n'ont qu'une taille d'environ 3 000 années-lumière, tandis que notre Voie Lactée est environ 30 fois plus grande. Leur compacité explique probablement bon nombre de leurs propriétés physiques passionnantes qui étaient communes au début de l'Univers", commente Ana Paulino-Afonso, un doctorant à Lancaster et à Lisbonne. "Certaines de ces galaxies auraient dû évoluer pour devenir comme la nôtre et nous voyons donc à quoi pouvait ressembler notre galaxie il y a 11 à 13 milliards d'années."

L'équipe a recherché des galaxies lointaines émettant un rayonnement Lyman-alpha, en utilisant 16 différents filtres à bande étroite et moyenne sur le champ COSMOS, qui est l'une des régions du ciel les plus étudiées en dehors de notre Voie lactée, situé en direction de la constellation des Sextans. L'équipe dirigée par Lancaster comprend de jeunes chercheurs de Leyde, Lisbonne et la Californie. L'équipe publie également ses conclusions dans deux articles de la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society et les données sont désormais accessibles au public pour que d'autres astronomes puissent faire d'autres découvertes.