Des astrophysiciens ont découvert la plus ancienne galaxie, donc la plus lointaine, jamais observée. EGS8p7, tel qu’elle est désignée, est de seulement 500 000 000 années plus jeune que l’univers lui-même et sa découverte pourrait changer les théories actuelles sur l’évolution de l’univers primordial.

Il y a donc un hic… selon nos modèles actuels de l’univers, EGS8p7 ne devrait pas exister.

L’analyse spectrographique de la galaxie lui donne un décalage vers le rouge* (redshift) de 8,68, ainsi plus ancienne et plus lointaine que la précédente détentrice de ce record avec un décalage vers le rouge de 7,73.

* Une mesure du temps que prend la lumière pour nous atteindre. Plus éloigné est un objet, plus rouge sa lumière apparait. En analysant le spectre d’un objet, il est possible de déterminer sa distance et son âge.

Les astrophysiciens Adi Zitrin, et Richard Ellis de l’University College London ont d’abord repéré EGS8p7 en utilisant les télescopes spatiaux Hubble et Spitzer et leur analyse spectrale a donné de surprenants résultats.

Image d’entête : La galaxie EGS8p7, comme vue à partir du télescope spatial Hubble (l’image principale et celle d’en haut à droite) et du télescope spatial Spitzer (petite image, en bas à droite), prise dans l’infrarouge. (L. Labbé/ Université de Leiden/NASA/ESA/JPL-Caltech)

Du gaz chaud d’hydrogène, chauffé par des étoiles dans les  jeunes galaxies, produit une signature spectrale connue comme la ligne Lyman-alpha. Cette signature est le signe de la présence d’une jeune galaxie active. Mais il y a 13,2 milliards d’années, quand EGS8p7 s’est formée, sa ligne Lyman-alpha aurait du être totalement absorbée par les nuages d’hydrogène gazeux présent dans le jeune univers. De manière surprenante, ce ne fut pas le cas.

Selon Zitrin :

Nous nous attendions à ce que la majeure partie du rayonnement de cette galaxie fût absorbée par l’hydrogène dans l’espace intermédiaire. Pourtant, nous voyons encore le Lyman-alpha de cette galaxie.

Les premières galaxies se sont formées 328 000 années après le Big Bang, alors que les protons et les électrons se sont joints pour former des atomes d’hydrogène neutres.

La gravité a regroupé ces atomes neutres dans de gigantesques nuages qui ont absorbé le rayonnement émis par les jeunes galaxies. Ce fut seulement plus tard que les galaxies ont commencé à ioniser les nuages d’hydrogène qui ont produit des lignes Lyman-alpha visibles, parce que l’hydrogène ionisé absorbe différentes longueurs d’onde du rayonnement à la différence de l’hydrogène neutre.

Il y a également : “L’étoile qui paraissait plus vieille que l’univers”.

Le problème est que la galaxie EGS8p7 devrait être trop vieille pour que cela soit le cas. Pour expliquer cette disparité, les astronomes pensent qu’elle pourrait avoir été exceptionnellement chaude et lumineuse, tellement qu’elle a rapidement ionisé le nuage d’hydrogène qui l’entoure. Cela aurait rendu sa ligne Lyman-alpha visible, bien  qu’elle soit de moins d’un demi-milliard d’années plus jeune que l’univers.

Les résultats ont été publiés dans Astrophysical Journal Letters : Lyα emission from a luminous z = 8.68 galaxy: implications for galaxies as tracers of cosmic reionization, annoncée sur le site de l’université Caltech : Farthest Galaxy Detected.