Il y a longtemps, environ 400 000 ans après le début de l'univers, le Big Bang, l'univers était sombre. Il n'y avait ni étoiles ni galaxies, et le cosmos était composé de gaz. Pendant les 50 à 100 millions d'années qui ont suivi, la gravité a lentement rassemblé les régions de gaz les plus denses jusqu'à ce qu'elles s'effondrent par endroits, formant les premières étoiles. Maintenant, une équipe de scientifiques a réussi à entendre l'écho.
Mais à quoi ressemblaient ces premières étoiles? Et quand se sont-ils formés? Comment ont-ils affecté le reste de l'univers? Telles sont les questions auxquelles les astronomes et les astrophysiciens tentent de répondre.
Aujourd'hui, après 12 ans d'efforts expérimentaux, un groupe de scientifiques de l'Arizona State University dirigé par Judd Bowman a détecté des indications sur les premières étoiles de l'univers. À l'aide de signaux radio, l'enquête fournit la première preuve des premiers ancêtres de notre arbre généalogique cosmique, nés à peine 180 millions d'années après le début de l'univers.
C'est un vrai défi, car les sources de bruit peuvent être mille fois plus lumineuses que le signal.
«C'est comme être au milieu d'un ouragan et essayer de ressentir le mouvement de l'aile d'un colibri», a déclaré Peter Kurczynski, de la National Science Foundation qui a soutenu cette étude.
"Ces chercheurs dotés d'une petite antenne radio dans le désert ont vu plus loin que les télescopes spatiaux les plus puissants, ouvrant une nouvelle fenêtre sur l'univers primitif."
Pour trouver ces empreintes digitales des premières étoiles, l'équipe de Bowman a utilisé un instrument au sol appelé spectromètre radio, situé dans le Murchison Radio Astronomy Observatory (MRO) de l'Australian National Science Agency (MRO) en Australie occidentale. Grâce à leur expérience, l'équipe a mesuré le spectre radio de tous les signaux astronomiques reçus dans la majeure partie du ciel de l'hémisphère sud et a recherché de petits changements de puissance en fonction de la longueur d'onde (ou de la fréquence).
Lorsque les ondes radio entraient dans l'antenne terrestre, elles étaient amplifiées par un récepteur, puis numérisées et enregistrées par l'ordinateur, de la même manière que les récepteurs de radio FM et de télévision fonctionnent. La différence est que l'instrument est calibré très précisément et conçu pour fonctionner le plus facilement possible sur de nombreuses longueurs d'onde radio.
Les signaux détectés par le spectromètre radio dans cette étude provenaient de l'hydrogène gazeux primordial qui remplissait le jeune univers et existait entre toutes les étoiles et galaxies. Ces signaux contiennent une mine d'informations qui ouvrent une nouvelle fenêtre sur la formation et l'évolution des premières étoiles - et plus tard, des trous noirs et des galaxies.
Les résultats confirment les attentes théoriques générales sur le moment où les premières étoiles se sont formées et leurs propriétés les plus fondamentales à la naissance.
L'équipe a observé que l'hydrogène gazeux entourant les premières étoiles semblait avoir perdu de la chaleur à un rythme plus rapide que prévu, suggérant un nouveau type d'interaction entre la matière ordinaire et la matière noire.
Un autre studio est allé encore plus loin dans le temps et a même simulé le son du Big Bang. Écoutez-le ici
Francesca Mancuso
