Les petits pois nous éclairent sur les débuts de l’Univers

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: Le FNS décerne le prix Marie Heim-Vögtlin 2019 à l’astronome genevoi

: Le FNS décerne le prix Marie Heim-Vögtlin 2019 à l’astronome genevoise Anne Verhamme © FNS / Cornelia Vinzens

Les galaxies primordiales sont vraisemblablement à l’origine de l’événement appelé "Réionisation Cosmique". C’est ce que montre l’astronome genevoise Anne Verhamme grâce à l’étude des galaxies petits pois. Le FNS lui remettra le prix Marie Heim-Vögtlin le 16 septembre 2019 pour ses travaux.

Après le Big Bang qui a eu lieu il y a 14 milliards d’années, l’Univers s’est lentement refroidi, ce qui a permis aux électrons et aux protons de se combiner pour former des atomes d’hydrogène. L’Univers entre alors dans l’ère de l’âge sombre, jusqu’à ce que les premières générations d’étoiles s’allument. Ces étoiles primordiales ont dû émettre beaucoup de rayons ultraviolets capables d’ioniser les atomes d’hydrogène, car un milliard d’années après le Big Bang, les astronomes observent que les électrons et les protons se séparent à nouveau. C’est la Réionisation Cosmique.

Nouvelle méthode de mesure probante

Pendant longtemps, l’astronomie ne pouvait pas expliquer d’où provenait le fort rayonnement ultraviolet nécessaire à cette réionisation. La grande majorité des galaxies observées n’émettent pas de photons ionisants, et les quelques exceptions connues n’en émettent pas suffisamment pour maintenir l’Univers ionisé.

La professeure en astronomie à l’Université de Genève, Anne Verhamme, a prédit qu’une classe de petites galaxies découvertes il y a dix ans, les galaxies petits pois, devaient émettre beaucoup de photons ionisants - à cause des propriétés très particulières d’une raie d’émission de l’atome d’hydrogène dans ces galaxies, la raie Lyman-alpha. Les astronomes pensent que ces galaxies petits pois ressemblent aux galaxies primordiales car elles sont extrêmement compactes, en train de former leurs premières générations d’étoiles, et encore très riches en gaz.

Grâce aux données collectées par le télescope spatial Hubble, Anne Verhamme et une équipe internationale de collaborateurs ont pu démontrer que les galaxies petits pois émettent effectivement d’énormes quantités de photons ionisants. Si les petits pois sont de bons analogues des galaxies primordiales, il est donc très probable que les galaxies soient à l’origine de la réionisation de l’Univers il y a plus de 13 milliards d’années.