Le télescope spatial James-Webb des agences américaine, canadienne et européenne continue de faire de nouvelles découvertes. Dans la revue Nature du 26 mars, la collaboration JADES décrit un faible signal lumineux datant de seulement 300 millions d’années après le Big Bang et qui correspond à la plus jeune trace de l’époque dite « de réionisation ».
Juste après la formation des atomes d’hydrogène et d’hélium, 380 000 ans après le Big Bang, débute « l’âge sombre », durant lequel ces atomes se condensent jusqu’à former les premières étoiles et galaxies. Elles s’entourent de bulles de gaz d’où la lumière ultraviolette ne sort pas, jusqu’à ce que leur rayonnement soit suffisant pour ioniser l’hydrogène et libérer cette lumière. Les chercheurs hésitent encore quant à l’origine de la réionisation : un ensemble d’étoiles massives ou bien une galaxie abritant un trou noir.
« Nous avons vu une première lumière de l’Univers percer le brouillard. Et cela bien plus tôt que prévu dans l’histoire cosmique », résume Stéphane Charlot, directeur de recherche au CNRS à l’Institut d’astrophysique de Paris, coauteur de l’article de JADES.
Le brouillard auquel il fait allusion est cette énorme bulle d’hydrogène qui entoure soit des étoiles massives primordiales, grosses comme quelques dizaines ou centaines de Soleil, soit une galaxie précoce autour d’un trou noir géant de plusieurs centaines de masses solaires. A l’intérieur, le rayonnement ultraviolet ne peut sortir. Comme la lumière des phares d’une voiture par un épais brouillard, ce rayonnement diffuse d’atome en atome. Mais il finit par sortir dès lors que la source a suffisamment excité les électrons pour les expulser des noyaux, c’est-à-dire les ioniser.
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