Regards Juin 1999 - Le sens des connaissances

Découverte
Les galaxies primordiales dans l'objectif des télescopes

Par Jeanne Llabrès

Cette fin du XXe siècle est riche en découvertes astronomiques. Des avancées qu'on doit autant au télescope Hubble qui explore le ciel dans la partie visible du spectre électromagnétique qu'à l'important développement des observations dans l'infrarouge et les ondes submillimétriques, c'est-à-dire dans une partie non visible du spectre électromagnétique. En 1992, grâce à COBE, satellite lancé par la NASA trois ans auparavant, les astrophysiciens découvraient le fond primordial du ciel, encore appelé rayonnement fossile cosmologique ou rayonnement de corps noir. Présent partout dans l'univers, il a comme propriété d'absorber toutes les ondes du spectre. Les scientifiques venaient d'expliquer le mystère de l'obscurité du ciel nocturne qui intriguait tant Johannes Kepler au XVIIe siècle. Celui-ci pensait que si l'univers était éternel et peuplé d'étoiles, alors il devait briller comme le soleil. "Seule la lumière en provenance d'une région finie de l'espace a eu le temps de nous parvenir depuis la formation des premières étoiles", expliquent aujourd'hui les scientifiques. "Mais aussi faible soit-il, ce rayonnement cumulé de l'ensemble des étoiles de toutes les galaxies contenues dans cette partie accessible de l'univers existe bel et bien", confirment-ils.

Quatre ans après, en 1996, les astrophysiciens français révélèrent les premiers l'existence d'un fond infrarouge dans le fond primordial. Et surprise, celui-ci était bien plus élevé qu'ils ne s'y attendaient, composant les deux tiers du rayonnement fossile. "On croyait jusque là que la lumière visible constituait la majorité du rayonnement primordial. Cette découverte récente est très importante. Elle a déjà donné des résultats, notamment avec la détection d'exoplanètes (extrasolaires) et de populations de galaxies jusqu'alors inconnues, car invisibles dans l'optique. Nous avons pu détecter plus de trois cents objets dans une même portion de ciel, que nous ne soupçonnions pas auparavant", explique François Boucher, astrophysicien à l'Institut d'astrophysique spatiale de Paris. L'instrument à l'origine de cette seconde découverte est ISO (Infrared space observatory) lancé en 1995 par l'ESA et hors service depuis avril 1998. Depuis peu, SCUBA (Submillimetre common user bolometer array) a pris le relais depuis le télescope James Clerk Maxwell à Hawaï. Ce télescope submillimétrique constitue un nouveau bond en avant qui a déjà permis de découvrir, dans une région du ciel donnée, une quarantaine de nouveaux objets, sièges d'une intense formation d'étoiles. Frénésie. Les astrophysiciens pensent avoir peut-être atteint la limite d'émissions de rayonnements cosmologiques existant dans l'univers, soit les galaxies primordiales. Selon eux, ces émissions aujourd'hui très faibles – un milliard de fois moins que la lumière d'une bougie – suivent de près la formidable explosion du big bang (un milliard d'années après), quand l'univers avait moins de 20 % de son âge actuel. Observés dans l'infrarouge, ces objets sont les berceaux d'une intense formation d'étoiles, bien plus actifs que les galaxies détectées par Hubble aux mêmes distances, assurent les scientifiques.

Cependant, un doute subsiste. Car la lumière infrarouge émise par notre propre galaxie ou par les poussières de notre système solaire constitue un écran pour l'observation des contrées lointaines de l'univers. Autrement dit, il faudrait pouvoir faire le ménage des poussières cosmiques pour y voir plus clair. La solution passe par des outils de plus en plus performants. Notamment de First (Far-Infrared and submillimétrique telescope), un télescope qui scrutera le ciel dans le lointain infrarouge et les ondes submillimétriques et que l'ESA prévoit d'expédier dans l'espace en 2007. Il devrait largement contribuer à éclairer les lanternes des chercheurs sur ce qu'ils nomment eux-mêmes "le côté optiquement obscur des galaxies".

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