Nous savons Maintenant quand les Premières étoiles se sont formées dans l’Univers

  À l’aide d’une antenne radio compacte fabriquée il y a 10 ans, les chercheurs ont découvert des traces des plus vieux soleils de l’univers connu. Ils ont publié...
 

À l’aide d’une antenne radio compacte fabriquée il y a 10 ans, les chercheurs ont découvert des traces des plus vieux soleils de l’univers connu. Ils ont publié leurs conclusions dans Nature.

Quand nous regardons les étoiles, nous les voyons telles qu’elles étaient, et non telles qu’elles sont. C’est parce que la lumière prend du temps pour voyager de sa source à nos yeux. Avec des télescopes suffisamment puissants, nous pouvions voir directement les étoiles les plus anciennes de l’univers. Malheureusement, ces télescopes n’existent pas.

Nous devons plutôt nous fonder sur des preuves indirectes. C’est donc ce qu’une équipe d’astronomes de l’Arizona State University (ASU), du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et de l’Université du Colorado à Boulder a entrepris de trouver. Leur recherche faisait partie du projet Experiment to Detect the Global EoR (Epoch of Reionization) Signature (EDGES), financé par la National Science Foundation (NSF).

Les chercheurs ont soutenu que les étoiles les plus anciennes ont probablement modifié le rayonnement électromagnétique de fond de l’univers, aussi connu sous le nom de fond cosmique hyperfréquences (CMB). Bien qu’ils savaient ce qu’ils recherchaient – un petit changement dans l’intensité des signaux radioélectriques CMB entre certaines longueurs d’onde – serait très difficile à identifier, compte tenu de tout ce qui se passait dans l’univers.

Les sources de bruit peuvent être 10 000 fois plus lumineuses que le signal – c’est comme être au milieu d’un ouragan et essayer d’entendre le battement de l’aile d’un colibri « , a noté Peter Kurczynski, directeur du programme NSF, dans un communiqué de presse.

En se basant sur des recherches antérieures, l’équipe savait également que les premières étoiles de l’univers libéraient de grandes quantités de lumière ultraviolette (UV). Lorsque cette lumière interagissait avec les atomes d’hydrogène, elle absorbait les photons CMB, laissant un signal dans les radiofréquences, ce qui indiquait que les étoiles se formaient.

 

À l’aide d’une antenne radio personnalisée dans le désert australien, l’équipe a recueilli des données sur les ondes radio jusqu’ à ce qu’elle trouve enfin ce qu’elle cherchait: une nette baisse de l’intensité CMB. Ce creux indique que les premiers soleils anciens sont apparus environ 180 millions d’années après le Big Bang. Pendant plusieurs années, les chercheurs ont vérifié et revérifié les données avant d’en conclure la validité.

La découverte de ce minuscule signal a ouvert une nouvelle fenêtre sur l’univers primitif « , a déclaré l’enquêteur principal Judd Bowman, cosmologue de l’ASU, dans le communiqué de presse. « Il est peu probable que nous puissions en voir plus tôt dans l’histoire des étoiles de notre vivant. »

Non seulement cette découverte nous donne un aperçu des premières étoiles de l’univers, mais elle peut aussi nous aider à résoudre l’un de ses plus grands mystères: la nature de la matière noire.

Le signal au centre du projet EDGES était deux fois plus intense que prévu, indiquant que les atomes d’hydrogène absorbants étaient plus froids que les chercheurs ne le pensaient. Une explication possible pourrait être une interaction avec la matière noire.

Si cette idée est confirmée, alors nous avons appris quelque chose de nouveau et de fondamental sur la matière noire mystérieuse qui constitue 85 pour cent de la matière dans l’univers « , a déclaré Bowman. « Cela donnerait un premier aperçu de la physique au-delà du modèle standard. »

Même sans le lien possible avec la matière noire, la découverte est révolutionnaire. Les projets de suivi de l’équipe EDGES, destinés à construire cette remarquable recherche, sont déjà en cours.

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