Des observations de galaxies très lointaines à l'aide des télescopes de 8,2 m du VLT montrent que l'Univers était déjà transparent un milliard d'années après le big bang.

Deux cents millions d'années plus tôt, il était encore rempli de gaz opaque pour 10 à 50% de son volume. La rapidité de la phase d'éclaircissement de l'Univers jeune - baptisée réionisation - est une surprise.

Lueurs dans l'ultraviolet

Les cinq galaxies sur lesquelles repose cette étude comptent parmi les dix plus lointaines galaxies connues à ce jour. Pour mesurer leur distance, l'équipe menée par l'astronome italien L. Pentericci (observatoire de Rome) s'est appuyée sur une émission spécifique de l'hydrogène ionisé, la raie ultraviolette Lyman alpha.

C'est aussi cette lumière ultraviolette qui a permis de mesurer le degré de transparence de l'Univers. La façon dont elle est bloquée ou non hors des galaxies indique la proportion de gaz d'hydrogène neutre, opaque, dans l'espace intergalactique.

Comme chaque galaxie est vue à une époque différente de la vie de l'Univers, il a été possible d'établir pour la première fois une chronologie de la réionisation.

Soupçons sur les premières étoiles de l'Univers

Au terme de ce travail de trois ans, il reste à découvrir quelle est la source de la lumière ultraviolette Lyman alpha qui a rendu l'Univers transparent. S'agit-il de la première génération d'étoiles de l'Univers, ou de l'environnement de trous noirs supermassifs, dans lesquels la matière plonge à grande vitesse en brillant intensément ?

« L'analyse détaillée de la faible luminosité émise par deux des plus lointaines galaxies que nous avons trouvées suggère que la toute première génération d'étoiles pourrait avoir contribué à la production de l'énergie observée », souligne Éros Vanzella, de l'observatoire de Trieste.

« Celles-ci auraient été de très jeunes étoiles massives, environ 5000 fois plus jeunes que le Soleil et une centaine de fois plus massives. Elles peuvent avoir été capables de dissiper ce brouillard primordial et le rendre transparent », décrit l'astronome italien

La confirmation ou non de cette hypothèse sera l'un des objectifs du futur télescope géant européen, l'E-ELT.

Ci-dessous, une vidéo qui représente ce qu'a pu être l'univers lorsqu'il avait moins d'un milliard d'années.