Des astronomes détectent un signal radio provenant d’une galaxie lointaine

Comment les étoiles naissent-elles dans les galaxies lointaines? Les astronomes tentent depuis longtemps de répondre à cette question en captant des signaux radio émis par des galaxies voisines. Toutefois, plus la galaxie est éloignée de la Terre, plus ces signaux sont faibles, ce qui rend la détection difficile pour les radiotélescopes modernes.

Mais, dernièrement, des chercheurs de Montréal et de l’Inde ont capté un signal radio d’une longueur d’onde appelée raie à 21 cm, en provenance de la galaxie la plus éloignée connue à ce jour. Les astronomes ont ainsi pu explorer les secrets des débuts de l’Univers. C’est grâce au radiotélescope géant Metrewave, situé en Inde, qu’on a pu capter pour la première fois ce type de signal radio à une telle distance.

« Une galaxie émet différentes sortes de signaux radio. Jusqu’à maintenant, nous pouvions seulement capter ce signal lorsqu’il provenait d’une galaxie voisine, ce qui limitait nos connaissances aux galaxies près de la Terre », explique Arnab Chakraborty, chercheur postdoctoral à l’Université McGill sous la supervision du professeur Matt Dobbs.

« Mais grâce à un phénomène naturel appelé effet de lentille gravitationnelle, nous avons pu capter un faible signal à une distance record. Cela nous permettra de comprendre la composition des galaxies situées très loin de la Terre », ajoute-t-il.

Une fenêtre sur les débuts de l’Univers

Pour la première fois, les chercheurs ont réussi à capter un signal d’une galaxie formatrice d’étoiles appelée SDSSJ0826+5630 et à mesurer sa composition en gaz. Les chercheurs ont constaté que la masse atomique des gaz que contient cette galaxie équivaut à près de deux fois la masse des étoiles que nous voyons.

Le signal capté par l’équipe a été émis par cette galaxie lorsque l’Univers avait seulement 4,9 milliards d’années, ce qui a donné aux chercheurs un aperçu des débuts de l’Univers. « C’est comme si nous revenions dans le temps, il y a 8,8 milliards d’années », précise Arnab Chakraborty, qui étudie la cosmologie au Département de physique de l’Université McGill et à l'Institut spatial Trottier de McGill.

Un effet d’amplification déterminant

« L’effet de lentille gravitationnelle amplifie le signal venant d’objets lointains et nous permet ainsi d’observer l’Univers à ses débuts. Dans le cas qui nous occupe, le signal est courbé par la présence d’un autre corps massif, soit une autre galaxie, qui se trouve entre la cible et l’observateur. Le signal est ainsi amplifié par un facteur de 30, et le télescope peut le capter », explique Nirupam Roy, coauteur de l’étude et professeur agrégé au Département de physique de l’Institut indien des sciences.

Selon les chercheurs, ces résultats démontrent qu’il est possible d’observer de lointaines galaxies dans des situations semblables grâce à l’effet de lentille gravitationnelle. Ils ouvrent également la voie à d’intéressantes possibilités d’exploration de l’évolution cosmique des étoiles et des galaxies à l’aide des radiotélescopes basse fréquence existants.

L’étude

L’article « Detection of H I 21 cm emission from a strongly lensed galaxy at z ∼ 1.3 », par Arnab Chakraborty et Nirupam Roy, a été publié dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Le radiotélescope géant Metrewave a été construit et est dirigé par le Centre national de radioastrophysique de l’Institut Tata de recherche fondamentale. Cette étude a été financée par l’Université McGill et l’Institut indien des sciences.

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