Les astronomes utilisant le Hobby-Eberly Telescope Dark Energy Experiment (HETDEX) ont découvert des preuves d’énormes réservoirs d’hydrogène, connus sous le nom de nébuleuses Lyman-alpha, entourant plus de 30 000 galaxies. Ces observations, remontant à une période d’il y a 10 à 12 milliards d’années, suggèrent que les matières premières nécessaires à la croissance des galaxies étaient nettement plus abondantes dans l’univers primitif qu’on ne l’avait estimé auparavant.
Le défi de voir l’invisible
La détection de l’hydrogène gazeux est l’une des tâches les plus difficiles de l’astronomie d’observation. Parce que l’hydrogène n’émet pas sa propre lumière, il reste essentiellement invisible aux télescopes standards.
Pour surmonter ce problème, les astronomes recherchent un phénomène spécifique : lorsque l’hydrogène se trouve à proximité d’une source d’énergie élevée, telle qu’une galaxie remplie d’étoiles émettant des ultraviolets, cette énergie fait briller le gaz. Cette « lueur » permet aux scientifiques de cartographier la présence du gaz, même s’ils ne peuvent pas voir directement les atomes.
Combler le « chaînon manquant » dans les observations cosmiques
Jusqu’à présent, notre compréhension de ces halos d’hydrogène était limitée par un manque d’observation important :
– Les enquêtes précédentes se limitaient souvent à détecter uniquement les exemples les plus brillants et les plus extrêmes de ces halos.
– Les observations ciblées avaient tendance à être trop « zoomées », se concentrant sur des galaxies individuelles et manquant les structures plus grandes qui les entourent.
Cela a créé une tache aveugle sur notre carte cosmique, empêchant les astronomes de voir les structures de taille moyenne qui existent entre les petits nuages localisés et les gouttes massives et irrégulières. Les résultats de HETDEX sont cruciaux car ils comblent cette lacune, fournissant une image statistique plus complète de la façon dont le gaz est distribué autour des galaxies pendant le « midi cosmique », une période de formation intense d’étoiles dans l’histoire de l’univers.
Échelle et données sans précédent
L’ampleur de cette découverte dépend du volume considérable de données traitées par l’équipe HETDEX. À l’aide du télescope Hobby-Eberly de l’observatoire McDonald, les chercheurs ont analysé une vaste bande de ciel, une superficie équivalente à plus de 2 000 pleines lunes.
Comment la découverte a été faite :
- Collecte massive de données : L’équipe a capturé près d’un demi-pétaoctet de données, identifiant plus de 1,6 million de premières galaxies.
- Sélection statistique : À partir de ce pool, les chercheurs se sont concentrés sur les 70 000 galaxies les plus brillantes.
- Analyse des supercalculateurs : À l’aide de superordinateurs du Texas Advanced Computing Center, l’équipe a recherché des signes de halos environnants au sein de ces populations de galaxies.
Les nébuleuses qui en résultent varient énormément en forme et en taille, allant de dizaines de milliers à des centaines de milliers d’années-lumière. Certains apparaissent comme des nuages simples et symétriques ressemblant à des ballons de football, tandis que d’autres sont des structures irrégulières et tentaculaires « ressemblant à des amibes » avec de longues vrilles s’étendant dans l’espace profond.
Pourquoi c’est important
Cette découverte change fondamentalement notre compréhension du « carburant » de l’évolution des galaxies. Si l’hydrogène était aussi répandu et abondant il y a 10 milliards d’années, cela implique que les galaxies disposaient d’une réserve de gaz beaucoup plus importante pour créer de nouvelles étoiles, ce qui pourrait expliquer la croissance rapide et la complexité observées dans l’univers primitif.
La détection de ces vastes réservoirs suggère que l’univers primitif était bien plus « riche en ressources » que ne l’indiquaient nos modèles précédents, fournissant l’échafaudage nécessaire aux galaxies massives que nous voyons aujourd’hui.
Conclusion : En comblant le fossé entre les petits nuages de gaz et les nébuleuses massives, HETDEX a révélé une réserve d’hydrogène beaucoup plus abondante dans l’univers primitif, offrant ainsi de nouvelles informations sur la croissance et l’évolution des galaxies au cours du temps cosmique.
