Cienciaes.com : Un univers précoce plus lumineux que prévu. Nous avons parlé avec Pablo G. Pérez González.

Aujourd’hui, nous allons remonter le temps, jusqu’à l’origine de l’univers, ou du moins jusqu’aux moments les plus proches du Big Bang que nous pouvons observer. Pour nous guider dans ce voyage, dans Talking with Scientists, nous avons Pablo Guillermo Pérez González, chercheur du Département d’astrophysique du Centre d’astrobiologie (TAXI), qui, soit dit en passant, nous a déjà accompagnés dans un voyage non moins fascinant à la recherche de galaxies sombres pour Hubble mais qui sont apparues dans toute leur splendeur lorsqu’elles ont été observées avec le nouveau télescope spatial James Webb.

Le voyage que Pablo nous propose, à cette occasion, est bien plus loin ou, ce qui revient au même, plus loin dans le temps, vers des moments où l’univers était bien plus jeune. Pour voir ce qui s’y passait à ce moment-là, il faut un instrument très spécial, le télescope spatial James Webb (JWST), véritable observatoire spatial, équipé d’un miroir primaire de 6,5 m de diamètre qui observe le ciel dans l’infrarouge.

Depuis son lancement et sa mise en service, le James Webb capte, pendant des dizaines d’heures d’observation, la lumière provenant d’une région bien précise du ciel, bien plus petite que le disque de la Lune. Comme l’explique Pablo G. Pérez González lors de l’interview, plus de 40 000 galaxies ont été découvertes dans ce très petit espace du firmament, dont quelque 35 000 ont été observées pour la première fois. Après un laborieux travail de sélection, les chercheurs ont écarté les plus proches jusqu’à sélectionner un groupe de 44 galaxies qui se seraient probablement formées au cours des 500 premiers millions d’années de l’univers, dont une même est candidate pour n’être qu’à 200 millions d’années de distance. le Big Bang, c’est-à-dire lorsque l’univers avait 1% de son âge actuel.

La chose la plus intéressante à propos de ce travail est qu’il permet de comparer ce qui est observé avec ce que l’on pensait exister à partir des modèles. Les scientifiques conçoivent depuis des années des modèles cosmologiques de plus en plus complexes pour simuler l’évolution de l’univers. Ces simulations, comme Illustre o AIGLE fournir des images impressionnantes qui, comparées aux données réelles obtenues avec le JWST.

Les différences entre les simulations théoriques et la réalité sont notables. Comme l’explique Pablo G. Pérez González, l’univers primitif observé était beaucoup plus brillant que celui simulé, les premières galaxies ont généré dix fois plus de photons ultraviolets que ceux prédits par les modèles. Cela nous invite à revoir ces modèles et à chercher une explication à ce qui est observé.

Il est maintenant temps de chercher une explication à ces données et de corriger, si possible, les modèles pour qu’ils s’ajustent à la réalité. Pablo G. Pérez González décrit certaines des hypothèses possibles qui justifient ce qui a été découvert. L’un d’eux indique que peut-être les photons ultraviolets qui ont été générés à cette époque, et qui nous parviennent maintenant sous forme de photons infrarouges, ont été créés par des étoiles très jeunes et chaudes, beaucoup plus chaudes et plus massives que le Soleil, qui se fondent dans son à l’intérieur de l’hydrogène et de l’hélium primordiaux et forment des éléments plus lourds, tels que l’oxygène ou le carbone. Les observations ont également détecté que les galaxies observées contiennent ces éléments plus lourds, une indication que la formation d’étoiles s’est produite plus tôt et qu’il doit donc y avoir eu des galaxies encore plus éloignées qui se sont formées plus près du Big Bang.

Une autre possibilité est que l’excès de photons ultraviolets ait été créé à la suite de l’apparition de trous noirs supermassifs, de grands trous noirs qui auraient pu se former directement après le Big Bang. Les galaxies primordiales découvertes sont également très compactes, deux ou trois fois plus compactes que prévu, ce qui pourrait être lié à la présence de ces trous noirs.

Je vous invite à écouter Pablo Guillermo Pérez González, chercheur au département d’astrophysique du Centre d’astrobiologie, centre commun du Conseil supérieur de la recherche scientifique (SCCI) et l’Institut national de technologie aérospatiale (ALORS QUE).