Une équipe internationale d’astronomes, incluant des chercheurs japonais, a caractérisé le 14 mai 2026 la galaxie ultra-faible LAP1-B. Observée grâce au télescope spatial James Webb, cette galaxie, formée 800 millions d’années après le Big Bang, s’avère être le système formateur d’étoiles le plus primitif chimiquement jamais découvert.
L’identification de LAP1-B marque une étape technique et scientifique majeure dans la compréhension de l’aube cosmique. Publiés dans la revue Nature, les résultats révèlent un objet dont la composition chimique est si dépouillée qu’elle offre un aperçu direct des processus de nucléosynthèse ayant suivi l’apparition des premières étoiles de l’Univers.
Une composition chimique quasi primordiale
La caractéristique principale de LAP1-B réside dans son extrême pauvreté en métaux. Les analyses spectroscopiques indiquent une abondance d’oxygène dans la phase gazeuse de (4,2 ± 1,8) × 10⁻³
fois la valeur solaire. Selon les données relayées par l’Observatoire astronomique national du Japon (NAOJ), cela représente seulement 1/240e de l’abondance d’oxygène du Soleil.
Cette signature chimique place LAP1-B au rang de galaxie formatrice d’étoiles la plus primitive jamais observée. L’étude souligne également un rapport carbone-oxygène élevé pour son niveau de métallicité dans le milieu interstellaire. Ce ratio est cohérent avec les rendements nucléosynthétiques d’une population stellaire formée sans métaux initiaux, confirmant que le système se trouve aux prémices de l’enrichissement chimique du cosmos.
L’analyse du champ de rayonnement ionisant, décrit comme exceptionnellement dur, permet d’écarter l’influence de trous noirs en accrétion ou de populations stellaires enrichies. Ces données correspondent aux prédictions théoriques concernant des populations stellaires extrêmement déficientes en métaux.
L’apport technique du James Webb et des lentilles gravitationnelles
La détection de LAP1-B a nécessité la combinaison de deux facteurs : la puissance instrumentale du télescope spatial James Webb (JWST) et un phénomène naturel de lentille gravitationnelle. Ce dernier a permis de magnifier fortement la lumière de la galaxie, rendant possible l’étude d’un objet autrement trop faible pour être analysé.
L’observation a mis en évidence une distinction cruciale entre les instruments du JWST. La caméra infrarouge proche (NIRCam) n’a pas permis de voir la galaxie dans l’image de fond, car les étoiles y sont trop peu nombreuses et trop faibles. C’est le spectrographe infrarouge proche (NIRSpec) qui a pu détecter les signatures chimiques et les données de distribution de l’oxygène et de l’hydrogène.
Sur le plan physique, LAP1-B est un objet minuscule. L’absence de continuum stellaire détectable permet de limiter la masse stellaire à moins de 3 300 M⊙
(masses solaires). Cependant, la masse dynamique, dérivée de la cinématique des raies d’émission, dépasse la masse combinée des étoiles et du gaz. Ce différentiel indique la présence d’un halo de matière noire dominant.
Un ancêtre des galaxies naines locales
Pour les astrophysiciens, LAP1-B n’est pas seulement une curiosité lointaine, mais un fossile en devenir
. Avec un redshift spectrale de zspec = 6,625 ± 0,001
, elle représente un progéniteur direct des galaxies naines ultra-faibles observées aujourd’hui dans l’Univers local, notamment autour de la Voie lactée.
L’étude de ce système permet de comprendre comment les premières générations d’étoiles ont commencé à disperser des éléments lourds, comme le carbone et l’oxygène, dans un Univers qui, juste après le Big Bang, ne contenait que des éléments légers tels que l’hydrogène et l’hélium. LAP1-B agit comme un laboratoire naturel pour observer la transition entre l’Univers primordial et la formation des structures galactiques complexes.
Une dynamique de recherche soutenue au Japon
Cette découverte s’inscrit dans un effort soutenu de la communauté astronomique japonaise pour percer les mystères de l’aube cosmique. L’utilisation conjointe du JWST et d’autres instruments, comme le réseau ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), permet d’affiner la compréhension de l’évolution galactique.
L’expertise japonaise dans ce domaine est illustrée par des travaux récents sur les galaxies à haut redshift. Par exemple, Yoshinobu Fudamoto, professeur adjoint à l’Université de Chiba, a été honoré en avril 2026 par le prix des jeunes scientifiques du ministère de l’Éducation, de la Culture, des Sports, des Sciences et de la Technologie (MEXT) pour ses recherches sur les propriétés physiques des galaxies distantes. Ses travaux, notamment sur les galaxies obscurcies par la poussière et invisibles aux télescopes optiques, complètent la vision globale de la formation des structures primordiales.
L’identification de LAP1-B confirme que la combinaison de la spectroscopie de précision et de la magnification gravitationnelle est désormais la méthode privilégiée pour sonder les systèmes les plus ténus de l’Univers primitif. La question reste désormais de savoir combien d’autres galaxies de ce type, jusqu’ici invisibles, attendent d’être révélées par les lentilles gravitationnelles du cosmos.