Un nuage de gaz relique, orphelin après le Big Bang, a été découvert dans l'univers lointain par des astronomes utilisant le télescope optique le plus puissant du monde, l'Observatoire W. M. Keck de Maunakea, Hawaii.

La découverte d'un fossile si rare, dirigé par le doctorant Fred Robert et le professeur Michael Murphy à l'Université de technologie de Swinburne, offre de nouvelles informations sur la formation des premières galaxies de l'univers.

« Partout où nous regardons, le gaz dans l'univers est pollué par des déchets d'éléments lourds provenant d'étoiles en explosion, " dit Robert. " Mais ce nuage particulier semble vierge, non pollué par les étoiles même 1,5 milliard d'années après le Big Bang."

"S'il y a des éléments lourds, il doit être inférieur à 1/10, 000ème de la proportion que nous voyons dans notre Soleil. C'est extrêmement bas; l'explication la plus convaincante est qu'il s'agit d'une véritable relique du Big Bang."

Les résultats seront publiés dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society . Une préimpression du papier, "Explorer les origines d'un nouveau, nuage de gaz apparemment sans métal à z =4,4, " est disponible en ligne sur arxiv.org/abs/1812.05098 .

Robert et son équipe ont utilisé deux des instruments de l'Observatoire de Keck - le spectrographe et imageur Echellette (ESI) et le spectromètre Echelle haute résolution (HIRES) - pour observer le spectre d'un quasar derrière le nuage de gaz.

Le quasar, qui émet une lueur brillante de matière tombant dans un trou noir supermassif, fournit une source lumineuse contre laquelle les ombres spectrales de l'hydrogène dans le nuage de gaz peuvent être vues.

"Nous avons ciblé des quasars là où les chercheurs précédents n'avaient vu que des ombres d'hydrogène et non d'éléments lourds dans des spectres de qualité inférieure, " dit Robert. " Cela nous a permis de découvrir un fossile aussi rare rapidement avec le temps précieux sur les télescopes jumeaux de l'observatoire Keck. "

Les deux seuls autres nuages ​​fossiles connus ont été découverts en 2011 par le professeur Michele Fumagalli de l'Université de Durham, John O'Meara, ancien professeur au St. Michael's College et maintenant nouveau scientifique en chef à l'observatoire de Keck, et le professeur J. Xavier Prochaska de l'Université de Californie, Santa Cruz; Fumagalli et O'Meara sont tous deux co-auteurs de cette nouvelle recherche sur le troisième nuage fossile.

"Les deux premiers étaient des découvertes fortuites, et nous pensions qu'ils étaient la pointe de l'iceberg. Mais personne n'a rien découvert de similaire - ils sont clairement très rares et difficiles à voir. C'est fantastique d'en découvrir enfin un systématiquement, " dit O'Meara.

"Il est maintenant possible de rechercher ces reliques fossiles du Big Bang, " dit Murphy. " Cela nous dira exactement à quel point ils sont rares et nous aidera à comprendre comment certains gaz ont formé des étoiles et des galaxies dans l'univers primitif, et pourquoi certains ne l'ont pas fait."