Quand l’Univers s’est illuminé

Grâce au Very Large Telescope de l'ESO il est possible d’observer l’Univers au moment où il devenait transparent aux rayons ultraviolets. Cette phase, de l'histoire cosmique - connue sous le nom de réionisation – est survenue il y a environ 13 milliards d'années.

Moins d’un milliard d'années après le Big-Bang, l'Univers n'était pas entièrement transparent : il était alors rempli d'un brouillard d'hydrogène qui avait pour particularité d'absorber le rayonnement ultraviolet émis par les toutes jeunes galaxies. Mais il s’est soudainement éclairci, une phase appelée réionisation, passant du stade d'« âge sombre » à celui d'Univers transparent, c'est-à-dire lumineux.

Une équipe internationale d'astronomes a utilisé le VLT comme une machine à remonter le temps, pour regarder l’Univers primordial et observer plusieurs galaxies parmi les plus lointaines jamais détectées. Ils ont pu mesurer leurs distances avec précision les calculs, qui sont publiés dans l'Astrophysical Journal, montrent que ces galaxies sont apparues entre 780 millions et un milliard d'années après le Big Bang.

Ces nouvelles observations ont permis aux astronomes d'établir pour la première fois une séquence chronologique de la période de la réionisation. Durant cette phase, le brouillard d'hydrogène neutre de l'Univers primordial se levait, permettant à la lumière ultraviolette de se propager pour la première fois sans encombre.

« Nous voyons une différence spectaculaire dans la quantité de lumière ultraviolette qui a été bloquée entre les premières et les dernières galaxies de notre échantillon, »explique Laura Pentericci de l’Observatoire astronomique de Rome, auteur principal de l’étude.« Lorsque l'Univers avait seulement 780 millions d'années, cet hydrogène neutre était assez abondant, et remplissait de 10 à 50% du volume de l'Univers. Mais seulement 200 millions d'années après, la quantité d'hydrogène neutre a chuté à un niveau très bas, semblable à ce que nous voyons aujourd'hui. Il semble que la phase de réionisation a dû se passer plus rapidement que les astronomes ne le pensaient jusque-là. »

Les raisons pour lesquelles ce brouillard d’hydrogène s’est soudainement effacé ne sont pas encore bien définies. L’énergie qui a permis la réionisation a pu provenir de la lumière générée par la première génération d’étoiles ou par l'intense rayonnement émis par la matière lorsque qu'elle tombe vers les trous noirs. De nouvelles mesures, encore plus précises, seront nécessaires pour répondre à cette question.