Il y a quelques mois, les astronomes étaient surpris d’avoir débusqué une galaxie aussi lointaine que JADES-GS-z14-0. Curieux, ils ont analysé sa composition chimique. Et nouvelle surprise. Elle est bien plus complexe qu’elle devrait l’être à ce moment de l’histoire de notre Univers.
La galaxie que les astronomesastronomes appellent JADES-GS-z14-0 a été découverte en 2024. Elle devenait ainsi la galaxie la plus éloignée jamais observée. Les chercheurs qui travaillaient alors sur le programme du télescope spatial James-Webb baptisé JWST Advanced Deep Extragalactic Survey — ou Jades — lui avaient enregistré une luminositéluminosité inattendue. Aujourd’hui, des astronomes de l’université de l’Arizona (États-Unis) vont un peu plus loin encore et nous plongent dans la chimie de cette surprenante galaxie. Une chimie qui s’avère étonnamment complexe pour un objet aussi primordial que JADES-GS-z14-0.
« Ce n’est pas juste une petite pépite. Elle est brillante et plutôt grande pour l’âge qu’avait l’Univers lorsque nous l’avons observée (ndlr : soit quelque 300 millions d’années seulement) », explique dans un communiqué, Kevin Hainline, professeur à l’observatoire Steward de l’iniversité de l’Alberta (Canada) et co-auteur de l’étude publiée dans la revue Nature Astronomy. Il souligne toutefois que la découverte de cette galaxie n’est pas due au hasard. Le programme Jades a en effet été conçu pour débusquer ce type de galaxies primitives. Toutefois, les chercheurs admettent que JADES-GS-z14-0 a « battu les records d’une manière qu’ils n’avaient pas anticipée ».
Les astronomes en sont toutefois convaincus. « Le fait que nous ayons trouvé cette galaxie dans une région incroyablement petite du ciel signifie qu’il devrait y en avoir davantage. Si nous regardions l’ensemble du ciel, ce que nous ne pouvons pas faire avec le JWST, nous finirions par trouver davantage de ces objets extrêmes », assure Jakob Helton, également chercheur à l’observatoire Steward.
En attendant de trouver la parade pour faire apparaître toutes ces galaxies primitives, les astronomes ont mis à contribution plusieurs instruments et plus de 200 heures d’observation du télescope spatial James-Webb pour révéler la chimie de celle-ci. Et ils ont découvert quelque chose d’extraordinaire : d’importantes quantités d’oxygène.
Des étoiles et des galaxies bien plus tôt dans l’histoire de notre Univers
C’est extraordinaire parce que l’Univers primitif est réputé n’avoir contenu que des éléments plus légers. De l’hydrogènehydrogène, de l’héliumhélium et des traces de lithiumlithium. La présence d’autant d’oxygène au cœur de JADES-GS-z14-0 laisse penser que la galaxie formait déjà des étoilesétoiles depuis 100 millions d’années avant la date de son observation par les astronomes. Des étoiles qui auraient ainsi eu le temps d’évoluer et d’exploser en supernovaesupernovae qui auraient libéré de l’oxygène dans le milieu. Oxygène qui aurait ensuite pu être intégré à de nouvelles étoiles.
« Pour obtenir autant d’oxygène que ce que nous avons trouvé dans cette galaxie, il faut en passer par un cycle compliqué, assure George Rieke, professeur d’astronomie à la Regents University London (Royaume-Uni) et principal auteur des travaux. C’est donc vraiment ahurissant ». Et cela suggère que la formation des étoiles a commencé plus tôt que ce que les scientifiques pensaient jusqu’ici. Cela repousse aussi la chronologie de la formation des premières galaxies après le Big Bang.
