Un signal radio à 9 milliards d’années lumières capté par une raie de 21 cm.

Des astronomes détectent un signal provenant d'une galaxie extraordinairement lointaine
Jusqu'à présent, c'est la galaxie la plus éloignée de notre univers à nous envoyer une onde radio spéciale appelée raie à 21 cm.

Les scientifiques ont réussi à faire quelque chose que l'on croyait impossible auparavant : capter un type particulier de signal radio provenant d'une galaxie qui flotte à près de 9 milliards d'années-lumière de la Terre, ont-ils annoncé lundi dans une revue connue sous le nom de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Nous parlons d'un royaume avec des étoiles, peut-être des planètes, probablement des trous noirs - tout ce qu'il y a de plus cosmique - qui existait lorsque l'univers n'avait qu'environ 5 milliards d'années. C'est extrêmement jeune, une époque bien antérieure à la matérialisation de notre système solaire et à l'apparition de la vie telle que nous la connaissons.

C'est la première fois que quelqu'un capte ce type de signal radio, associé à une longueur d'onde connue sous le nom de raie à 21 cm, à une distance aussi considérable.

« C'est l'équivalent d'un retour en arrière de 8,8 milliards d'années », a déclaré dans un communiqué Arnab Chakraborty, cosmologiste au département de physique de l'Université McGill et co-auteur d'une étude sur la détection.

Pourquoi nous aimons la raie à 21 cm ?

Peu importe où vous vous trouvez dans l'univers, vous finirez probablement autour d'une sorte d'hydrogène.

Numéro 1 dans le tableau périodique et numéro 1 dans nos cœurs (littéralement, car il est présent dans notre sang), l'hydrogène est considéré comme l'élément le plus abondant de notre cosmos. Vous le trouverez dans l'eau, dans votre corps, dans l'air et dans le soleil. L'hydrogène est partout. Et c'est logique.

Les différents éléments sont en fait des combinaisons différentes de protons et d'électrons, et l'hydrogène possède exactement un de chaque. C'est simple, propre, l'élément parfait.

Bon, nous allons arrêter de parler de l'hydrogène maintenant. L'hydrogène étant omniprésent dans notre univers, c'est un moyen formidable pour déterminer où se trouve chaque chose et pour comprendre l'évolution du cosmos. Il suffit de suivre l'hydrogène, gaz d'hydrogène neutre pour être exact.

« Le réservoir d'hydrogène neutre froid et atomique fournit le carburant de base pour la formation d'étoiles dans une galaxie », écrivent les auteurs de l'étude. « Comprendre l'évolution des galaxies au cours du temps cosmique nécessite de connaître l'évolution cosmique de ce gaz neutre ».

Et la raie à 21 cm est une longueur d'onde radio émise par un processus réalisé par nul autre que... l'hydrogène. En fait, lorsqu'elle a été officiellement inventée en 1951, elle s'appelait littéralement la raie de l'hydrogène.

C'est pourquoi les astronomes pointent leurs radiotélescopes vers le ciel, captent un grand nombre de signaux de la raie à 21 cm et tentent de comprendre d'où ils proviennent.

Grâce à la raie à 21 cm, par exemple, nous avons pu admirer l'étonnante structure en spirale de la Voie lactée, observer les tenants et aboutissants de notre voisine galactique Andromède, et étudier les brumes scintillantes du duo du nuage de Magellan. Mais ce que ces trois royaumes ont en commun, c'est qu'ils sont juste à côté. Nous vivons dans l'un d'entre eux, et les deux autres sont également très proches - Andromède n'est qu'à environ 2,5 millions d'années-lumière.

« Une galaxie émet différents types de signaux radio. Jusqu'à présent, il n'a été possible de capter ce signal particulier qu'à partir d'une galaxie proche, ce qui limite nos connaissances aux galaxies les plus proches de la Terre », a déclaré Chakraborty.

Cependant, la raie à 21 cm a parfois permis de jeter un coup d'œil dans les coins les plus reculés de l'univers. Les précédents détenteurs du record pour ce signal très spécial comprennent des ondes radio provenant d'une distance de quelque 5 milliards d'années. Mais rien n'est comparable à la dernière détection de l'équipe, qui double presque cette distance.

Grâce au radiotélescope géant à ondes métriques situé en Inde, Chakraborty et ses collègues chercheurs ont capté un signal radio raie à 21 cm en provenance d'une galaxie située à près de 9 milliards d'années-lumière et portant un petit nom de robot compliqué - SDSSJ0826+5630 - qui leur a permis d'observer des éléments tels que la composition du gaz dans cette ménagerie d'étoiles extraordinairement lointaine.

Ils ont notamment constaté que la masse atomique du gaz contenu dans cette galaxie particulière équivaut à près de deux fois la masse des étoiles visibles pour nous, ce qui signifie qu'elle est beaucoup plus brillante qu'on ne le pensait.

La relativité générale frappe à nouveau

« Grâce à un phénomène naturel appelé lentille gravitationnelle, nous avons pu capter un signal faible à une distance record », a déclaré Chakraborty.

En un mot, l'effet de lentille gravitationnelle désigne la façon dont la lumière (visible ou non) émanant d'étoiles ou d'autres objets spatiaux est déformée et déformante lorsqu'elle passe devant un objet à forte densité gravitationnelle. Il s'agit d'une conséquence de l'étonnante théorie de la relativité générale d'Einstein, que vous pouvez lire plus en détail ici.

Dans ce cas, la « lumière » qui subit une lentille gravitationnelle est le signal de la raie à 21 cm, et l'objet hyperdense est une galaxie entière qui se trouve entre la source du signal et le télescope de l'équipe d'observation. « Cela a pour effet d'amplifier le signal d'un facteur 30, ce qui permet au télescope de le capter », a déclaré dans un communiqué Nirupam Roy, professeur associé au département de physique de l'Indian Institute of Science et co-auteur de l'étude.

C'est énorme, car les signaux comme celui-ci commencent généralement à s'estomper lorsqu'ils voyagent dans le vide spatial, ce qui fait qu'il est plutôt difficile pour les scientifiques de les capter avant qu'ils ne disparaissent... « Cela nous aidera à comprendre la composition des galaxies à des distances beaucoup plus grandes de la Terre », a déclaré Chakraborty.

Et pour l'avenir, selon l'équipe de recherche, ces résultats démontrent que la combinaison de la lentille gravitationnelle avec la radioastronomie pourrait un jour dévoiler une foule de secrets sur l'univers primitif. Peut-être révélera-t-elle un enchevêtrement de pistes cosmiques que nous ne savions pas qu'il fallait suivre.

Article de CNET.com adapté par CNET France

Source : https://www.cnetfrance.fr/news/des-astronomes-detectent-un-signal-provenant-d-une-galaxie-extraordinairement-lointaine-39952938.htm