Publié le 2024-02-29 10:00:00. Une nouvelle analyse des données du télescope spatial James Webb (JWST) remet en question les modèles cosmologiques actuels concernant la formation des premières galaxies, suggérant que l’univers primitif pourrait avoir été moins peuplé de petites galaxies que prévu.
- Les observations du JWST, combinées à l’effet de lentille gravitationnelle de l’amas Abell 2744, révèlent une population de galaxies faibles inférieure aux prédictions théoriques.
- Ce phénomène, appelé « suppression de fin de phase », pourrait indiquer que les petites galaxies ont eu du mal à former des étoiles en raison du rayonnement intense des premières étoiles massives.
- Cette découverte oblige les scientifiques à reconsidérer le rôle des petites galaxies dans la réionisation de l’univers et à explorer d’autres mécanismes pour expliquer la transparence actuelle du cosmos.
Les hypothèses sur l’abondance des petites galaxies dans l’univers primitif sont remises en question grâce aux récentes observations du télescope spatial James Webb (JWST). Une étude dirigée par Xuheng Ma de l’Université du Wisconsin, et compilée par AcehGround, révèle une anomalie significative : la population de galaxies faibles, datant d’environ 12 à 13 milliards d’années, serait moins importante que ce que les modèles cosmologiques prédisaient. Cette découverte modifie notre compréhension de la transition majeure qu’a connue l’univers après la période dite des « ténèbres cosmiques », lorsque les premières étoiles ont commencé à se former et à émettre de la lumière.
Pour détecter ces galaxies naines, extrêmement difficiles à observer directement, l’équipe de recherche a exploité un phénomène naturel exceptionnel : l’effet de lentille gravitationnelle produit par l’amas de galaxies géant Abell 2744. La gravité intense de cet amas déforme l’espace-temps, agissant comme un télescope naturel qui courbe et amplifie la lumière des galaxies situées derrière lui. Grâce à cet effet, la lumière est devenue suffisamment intense pour être captée par les instruments sophistiqués du JWST, dans le cadre du programme UNCOVER.
La recherche se concentre sur l’époque de la réionisation, survenue il y a environ 12 à 13 milliards d’années. À ce moment-là, les premières étoiles ont commencé à émettre un rayonnement ultraviolet qui a transformé un univers rempli d’hydrogène neutre en un plasma ionisé chaud. Jusqu’à présent, on considérait que les plus petites galaxies étaient les principaux moteurs de ce processus, fournissant le rayonnement nécessaire pour dissiper le « brouillard cosmique ».
Cependant, les données de l’équipe de Xuheng Ma mettent en évidence un phénomène inattendu : la « suppression de fin de phase ». Les chercheurs utilisent généralement une fonction de luminosité pour évaluer le rapport entre les galaxies brillantes et les galaxies faibles. Traditionnellement, cette fonction montre une tendance à la hausse, indiquant une plus grande abondance de galaxies faibles. Or, les nouvelles données révèlent que le nombre de petites galaxies atteint un pic avant de diminuer brusquement. “Cela signifie qu’en dessous d’un certain niveau de luminosité, la population des galaxies commence à diminuer. Pas autant que le prédisaient les anciennes théories”, explique l’étude.
Pourquoi ces minuscules galaxies semblent-elles disparaître ? Les chercheurs émettent l’hypothèse d’un phénomène d’« intimidation » cosmique. Le rayonnement intense émis par les premières étoiles massives aurait réchauffé le gaz environnant à des températures extrêmes. Les galaxies de faible masse, dépourvues d’une gravité suffisante pour retenir ce gaz chaud, n’auraient pas pu l’intégrer pour former de nouvelles étoiles. Privées de formation stellaire, elles seraient devenues des galaxies « fantômes », sombres et inactives.
Cette découverte soulève une question cruciale : si ces galaxies ultra-faibles sont peu nombreuses, quel rôle ont-elles joué dans la réionisation de l’univers ? Les scientifiques devront peut-être se concentrer sur l’étude de galaxies légèrement plus grandes et plus évoluées pour comprendre comment l’univers est devenu aussi transparent qu’il l’est aujourd’hui. Bien que les résultats actuels soient basés sur la précision des modèles cartographiant la matière noire dans l’amas Abell 2744, les données suggèrent que le déclin du nombre de petites galaxies est réel. Cette avancée est significative car elle modifie notre compréhension de l’évolution de l’univers après le Big Bang et de la propagation de la première lumière dans le cosmos. L’univers primitif s’avère ainsi plus calme qu’on ne le pensait, mais il reste infiniment plus fascinant à explorer.