Molécules organiques dans l’univers primordial

Une nouvelle image prise par le télescope James Webb nous permet de plonger profondément dans l’histoire des galaxies de l’Univers primordial : un groupe de recherche a utilisé l’image pour découvrir des composés organiques complexes d’hydrocarbures dans une galaxie à 12 milliards d’années-lumière. Des molécules de ce type n’ont jamais été trouvées aussi loin. Les investigations de la galaxie lointaine ont été rendues possibles par ce que l’on appelle l’effet de lentille gravitationnelle, comme le rapporte l’équipe dans la revue “Nature”.

Albert Einstein a prédit l’effet de lentille gravitationnelle dans sa théorie générale de la relativité. Cela se produit lorsque deux galaxies sont exactement l’une derrière l’autre, vues de la Terre. Ensuite, la lumière de la galaxie arrière est déviée par la gravité de la galaxie avant. La galaxie avant agit comme une loupe et la galaxie arrière peut être observée agrandie comme une structure annulaire. Cet anneau est aussi appelé l’anneau d’Einstein.

Justin Spilker de la Texas A&M University aux États-Unis et son équipe ont maintenant utilisé cet effet pour étudier la galaxie SPT0418-47. Agrandie depuis l’arrière d’une autre galaxie, elle se trouve à environ 12 milliards d’années-lumière, il a donc fallu des milliards d’années pour que sa lumière nous atteigne. À titre de comparaison, notre univers a maintenant 13,8 milliards d’années. Les chercheurs ont ainsi observé la galaxie telle qu’elle était dans l’univers primitif seulement 1,5 milliard d’années après le Big Bang.

Bien que la galaxie SPT0418-47 soit connue et étudiée avec divers télescopes depuis 2013, des observations détaillées peuvent maintenant être faites avec le télescope James Webb grâce à la galaxie au premier plan agissant comme une loupe cosmique. Les scientifiques travaillant avec Spilker ont enregistré les spectres infrarouges de SPT0418-47. Ils y ont détecté pour la première fois certains composés organiques, les hydrocarbures aromatiques polycycliques.

De tels composés d’hydrocarbures sont très répandus sur terre : ils contribuent à la pollution de l’air, par exemple sous forme de fumée, de suie ou de smog. Ces grosses molécules ne sont pas rares non plus dans l’espace, explique Spilker. Jusqu’à présent, les astronomes auraient interprété les molécules comme le signe d’étoiles nouvellement formées. Cependant, les dernières recherches montrent que cela n’est pas toujours vrai. Parce que le groupe de recherche a trouvé à la fois des régions de formation d’étoiles sans les molécules spéciales, ainsi que des régions avec de tels composés d’hydrocarbures dans lesquelles aucune étoile ne se forme.

Spilker et son équipe espèrent maintenant pouvoir utiliser le télescope James Webb pour étudier davantage de galaxies à l’avenir. Ils veulent en savoir plus sur le lien entre les molécules organiques et la formation d’étoiles. Ils veulent également trouver des galaxies si jeunes que des molécules complexes ne pourraient pas encore se former afin d’étudier ce que cela signifie pour la formation d’étoiles.