"Nos observations indiquent que l'aube cosmique s'est produite entre 250 et 350 millions d'années après le début de l'univers, et, au moment de leur formation, des galaxies telles que celles que nous avons étudiées auraient été suffisamment lumineuses pour être vues avec le télescope spatial James Webb."

Les chercheurs ont analysé la lumière des étoiles des galaxies enregistrée par les télescopes spatiaux Hubble et Spitzer, examiner un marqueur dans leur distribution d'énergie indiquant la présence d'hydrogène atomique dans leurs atmosphères stellaires. Cela donne une estimation de l'âge des étoiles qu'elles contiennent.

Cette signature d'hydrogène augmente en force à mesure que la population stellaire vieillit, mais diminue lorsque la galaxie a plus d'un milliard d'années. La dépendance à l'âge survient parce que les étoiles plus massives qui contribuent à ce signal brûlent leur combustible nucléaire plus rapidement et meurent donc en premier.

Co-auteur Dr. Romain Meyer (UCL Physics &Astronomy and the Max Planck Institute for Astronomy in Heidelberg, Allemagne) a déclaré:"Cet indicateur d'âge est utilisé pour dater les étoiles de notre propre voisinage dans la Voie lactée, mais il peut également être utilisé pour dater des galaxies extrêmement éloignées, vu à une période très précoce de l'univers.

« En utilisant cet indicateur, nous pouvons en déduire que, même en ces temps anciens, nos galaxies ont entre 200 et 300 millions d'années."

En analysant les données de Hubble et Spitzer, les chercheurs devaient estimer le "redshift" de chaque galaxie qui indique leur distance cosmologique et donc le temps de rétrospection auquel elles sont observées. Pour y parvenir, ils ont entrepris des mesures spectroscopiques à l'aide de l'arsenal complet de puissants télescopes au sol - le grand réseau millimétrique d'Atacama chilien (ALMA), le Très Grand Télescope Européen, les télescopes jumeaux Keck à Hawaï, et le télescope Gemini-Sud.

Ces mesures ont permis à l'équipe de confirmer que regarder ces galaxies correspondait à un retour à une époque où l'univers avait 550 millions d'années.

Co-auteur Professeur Richard Ellis (UCL Physique &Astronomie), qui a traqué des galaxies de plus en plus lointaines au cours de sa carrière, a déclaré :« Au cours de la dernière décennie, les astronomes ont repoussé les frontières de ce que nous pouvons observer à une époque où l'univers n'avait que 4 % de son âge actuel. Cependant, en raison de la transparence limitée de l'atmosphère terrestre et des capacités des télescopes spatiaux Hubble et Spitzer, nous avons atteint notre limite.

"Nous attendons maintenant avec impatience le lancement du télescope spatial James Webb, qui, selon nous, a la capacité d'assister directement à l'aube cosmique.

"La quête pour voir ce moment important de l'histoire de l'univers est un Saint Graal en astronomie depuis des décennies. Puisque nous sommes faits de matériaux transformés en étoiles, c'est en quelque sorte la recherche de nos propres origines."

La nouvelle étude a impliqué des astronomes de l'Université de Californie-Santa Cruz, l'Université de Californie, et l'Université du Texas.

Le télescope spatial James Webb dirigé par la NASA, le successeur de l'observatoire Hubble, devrait être lancé dans l'espace en novembre. Ce sera le premier observatoire au cours de la prochaine décennie, au service de milliers d'astronomes dans le monde. Il se compose d'un observatoire infrarouge, un immense miroir de 6,5 mètres de large, et un pare-soleil en forme de losange. Les scientifiques de l'UCL du Mullard Space Science Laboratory ont construit et testé des composants matériels clés pour le NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph), l'un des quatre instruments du télescope.