Le télescope spatial Spitzer a regardé en arrière dans le temps pour voir ce que les scientifiques appelaient la «lueur faible et grumeleuse» dégagée par les tout premiers objets de l'Univers, et ces objets anciens ont évidemment fourni quelques premiers feux d'artifice cosmiques. Bien qu'ils soient trop faibles et trop éloignés pour comprendre ce que sont les objets individuels - ils peuvent être des étoiles massives ou des trous noirs voraces - Spitzer a capturé ce qui semble être le motif collectif de leur lumière infrarouge, révélant que ces premiers objets étaient nombreux et brûlés furieusement carburant cosmique.
«Ces objets auraient été extrêmement brillants», a déclaré Alexander «Sasha» Kashlinsky du Goddard Space Flight Center, auteur principal d'un nouvel article paru dans The Astrophysical Journal. "Nous ne pouvons pas encore exclure directement des sources mystérieuses pour cette lumière qui pourrait provenir de notre univers proche, mais il est maintenant de plus en plus probable que nous apercevons une époque ancienne. Spitzer établit une feuille de route pour le prochain télescope James Webb de la NASA, qui nous dira exactement ce que et où étaient ces premiers objets. »
Ce n'est pas la première fois que les astronomes utilisent Spitzer pour rechercher les toutes premières étoiles et trous noirs, et en 2005, ils ont vu des indices de ce motif de lumière à distance, connu sous le nom d'arrière-plan infrarouge cosmique, et à nouveau avec plus de précision en 2007 Maintenant, Spitzer est dans la phase étendue de sa mission, au cours de laquelle il effectue des études plus approfondies sur des zones spécifiques du ciel. Kashlinsky et ses collègues ont utilisé Spitzer pour regarder deux plaques de ciel pendant plus de 400 heures chacune.
L'équipe a ensuite soigneusement soustrait toutes les étoiles et galaxies connues dans les images. Plutôt que de se retrouver avec une tache de ciel noire et vide, ils ont trouvé de légers motifs de lumière avec plusieurs caractéristiques révélatrices du fond infrarouge cosmique. Les bosses dans le motif observé sont cohérentes avec la façon dont les objets très éloignés sont censés être regroupés.
Kashlinsky compare les observations à la recherche d'un feu d'artifice du 4 juillet à New York depuis Los Angeles. Tout d'abord, vous devrez supprimer toutes les lumières de premier plan entre les deux villes, ainsi que les lumières flamboyantes de la ville de New York elle-même. Il vous resterait finalement une carte floue de la façon dont les feux d'artifice sont distribués, mais ils seraient encore trop éloignés pour être distingués individuellement.
"Nous pouvons recueillir des indices à la lumière des premiers feux d'artifice de l'Univers", a déclaré Kashlinsky. «Cela nous enseigne que les sources, ou les« étincelles », brûlent intensément leur combustible nucléaire.»
L'Univers s'est formé il y a environ 13,7 milliards d'années dans un Big Bang fougueux et explosif. Avec le temps, il s'est refroidi et, environ 500 millions d'années plus tard, les premières étoiles, galaxies et trous noirs ont commencé à prendre forme. Les astronomes disent qu'une partie de cette «première lumière» aurait pu parcourir des milliards d'années pour atteindre le télescope spatial Spitzer. La lumière serait originaire de longueurs d'onde visibles ou même ultraviolettes puis, en raison de l'expansion de l'univers, s'étirait jusqu'aux longueurs d'onde infrarouges plus longues observées par Spitzer.
La nouvelle étude améliore les observations précédentes en mesurant ce fond infrarouge cosmique à des échelles équivalentes à deux lunes pleines - significativement plus grandes que celles détectées auparavant. Imaginez-vous essayer de trouver un motif dans le bruit d'un téléviseur à l'ancienne en regardant juste un petit morceau de l'écran. Il serait difficile de savoir avec certitude si un motif suspect était réel. En observant une plus grande section de l'écran, vous seriez en mesure de résoudre les modèles à petite et à grande échelle, confirmant davantage votre suspicion initiale.
De même, les astronomes utilisant Spitzer ont augmenté la quantité de ciel examinée pour obtenir des preuves plus définitives du fond infrarouge cosmique. Les chercheurs envisagent d'explorer plus de parcelles de ciel à l'avenir pour rassembler plus d'indices cachés à la lumière de cette époque ancienne.
«C'est l'une des raisons pour lesquelles nous construisons le télescope spatial James Webb», a déclaré Glenn Wahlgren, scientifique du programme Spitzer au siège de la NASA à Washington. "Spitzer nous donne des indices alléchants, mais James Webb nous dira ce qui se trouve vraiment à l'époque où les étoiles se sont enflammées pour la première fois."
Lisez le document de l'équipe.
Source: NASA
