Ré-ionisation de l’Univers
Extragalactique
l’évolution de l’Univers
Ré-ionisation de l’Univers
Encore maintenant, nous connaissons très mal l’évolution de l’Univers quand il avait moins d’un milliard d’années. En particulier, nous ne savons pas grand-chose sur le mécanisme de ré-ionisation. En cosmologie, la ré-ionisation représente l’époque où un grand nombre d’atomes existant dans l’Univers ont été ionisés par le rayonnement intense de la probable toute première génération d’étoiles à avoir illuminé l’Univers, les étoiles de population III.
Ces étoiles, non observées aujourd’hui, sont considérées comme ayant été très massives, et de ce fait, eurent une durée de vie relativement courte. Leur masse importante leur a permis de rayonner à une température suffisamment élevée pour ioniser le milieu interstellaire environnant, ce qui a fait que l’Univers, complètement neutre et donc opaque quand il n’avait qu’environ 380 000 ans, est devenu transparent entre 150 millions et 1 milliard d’années plus tard. L’existence d’une telle phase semble confirmée par l’observation directe en 2011 de galaxies lointaines par le Very Large Telescope de l’ESO. Des galaxies primordiales observées lorsque l’âge de l’univers était de moins de 780 millions à 1 milliard d’années4 aurait une émission plus faible dans l’ultraviolet que les galaxies observées plus tard. Cela peut s’interpréter par une phase de ré-ionisation, 780 millions à 1 milliard d’années après le Big Bang, qui aurait rendu l’Univers transparent aux radiations ultraviolettes.
Extragalactique
L’ÉVOLUTION DE L’UNIVERS
Ré-ionisation de l’Univers
Encore maintenant, nous connaissons très mal l’évolution de l’Univers quand il avait moins d’un milliard d’années. En particulier, nous ne savons pas grand-chose sur le mécanisme de ré-ionisation. En cosmologie, la ré-ionisation représente l’époque où un grand nombre d’atomes existant dans l’Univers ont été ionisés par le rayonnement intense de la probable toute première génération d’étoiles à avoir illuminé l’Univers, les étoiles de population III.
Ces étoiles, non observées aujourd’hui, sont considérées comme ayant été très massives, et de ce fait, eurent une durée de vie relativement courte. Leur masse importante leur a permis de rayonner à une température suffisamment élevée pour ioniser le milieu interstellaire environnant, ce qui a fait que l’Univers, complètement neutre et donc opaque quand il n’avait qu’environ 380 000 ans, est devenu transparent entre 150 millions et 1 milliard d’années plus tard. L’existence d’une telle phase semble confirmée par l’observation directe en 2011 de galaxies lointaines par le Very Large Telescope de l’ESO. Des galaxies primordiales observées lorsque l’âge de l’univers était de moins de 780 millions à 1 milliard d’années4 aurait une émission plus faible dans l’ultraviolet que les galaxies observées plus tard. Cela peut s’interpréter par une phase de ré-ionisation, 780 millions à 1 milliard d’années après le Big Bang, qui aurait rendu l’Univers transparent aux radiations ultraviolettes.
L’ image ci-dessus de haute résolution du Champ Ultra Profond de Hubble (Hubble Ultra Deep Field, HUDF) montre des galaxies d’âge, de forme et de couleurs variés. Les galaxies les plus petites et les plus rouges (environ 100) sont les galaxies les plus lointaines ayant été observées par un télescope optique. Sur cette version 2014 du champ ultra profond d’Hubble, les galaxies les moins brillantes sont 10 milliards de fois moins lumineuses que les plus faibles étoiles visibles à l’œil nu, et nous montrent l’Univers tel qu’il se présentait dans un lointain passé, quelques centaines de millions d’années après le Big Bang. L’image a pu être réalisée par l’addition significative de données dans l’ultraviolet au célèbre champ profond d’Hubble réalisé dans la constellation du Fourneau. Ce champ ultra profond couvre à présent toute la gamme spectrale des caméras d’Hubble, depuis l’ultraviolet jusqu’à l’infrarouge proche en passant par le visible. Les données en ultraviolet offrent la possibilité cruciale d’étudier les processus de formation stellaire dans les galaxies situées à une distance comprise entre 5 et 10 milliards d’années-lumière.
L’origine des photons responsables de cette ré-ionisation n’a pas encore été identifiée. Le rôle qu’auraient pu jouer les galaxies de faibles luminosités est souvent invoqué.
Rôle du JWST et MIRI
- Place de l’âge de ré-ionisation dans la chronologie de l’univers, de 400 millions à 1 milliard d’années après le Big Bang.
- Le JWST sera capable de regarder en arrière à une époque quand les premiers objets lumineux (les étoiles et les galaxies) se formaient.
- Place de l’âge de ré-ionisation dans la chronologie de l’univers, de 400 millions à 1 milliard d’années après le Big Bang.
- Le JWST sera capable de regarder en arrière à une époque quand les premiers objets lumineux (les étoiles et les galaxies) se formaient.