GN-z11 : la galaxie la plus lointaine de lâ?TUnivers

Repÿrÿe grÃ?ce aux tÿlescopes spatiaux Hubble et Spitzer, elle est distante de prÃÅs de 13,4 milliards d'annÿes-lumiÃÅre.

Situÿe dans la Grande Ourse, la petite galaxie dÿcouverte par une ÿquipe d'astrophysiciens amÿricains et nÿerlandais est vue telle qu'elle ÿtait lorsque l'Univers n'avait que 400 millions d'annÿes !

GN-z11 dÿtr�ne EGSY8p7, dans le Bouvier, pour le titre de galaxie la plus lointaine jamais observÿe.

Â' C'est un objet un peu particulier, ÿtonnamment brillant dans cette rÿgion du ciel Â', commente Jean-Paul Kneib, professeur d'astrophysique à l'Ã%cole polytechnique fÿdÿrale de Lausanne (EPFL) et spÿcialiste de l'Univers lointain.

La galaxie a ÿtÿ choisie parmi une dizaine de candidates car elle ÿtait la plus brillante dans le champ cÿleste que fouillaient les astronomes - une surface couvrant l'ÿquivalent de la Pleine Lune sur la voÃ'te cÿleste.

Vue Â' seulement Â' 400 millions d'annÿes aprÃÅs le big bang, GN-z11 est 25 fois plus petite que la Voie lactÿe pour une masse 100 fois plus faible. Pourtant, les formations d'ÿtoiles y sont 20 fois plus importantes. Cette lointaine galaxie est une vraie pouponniÃÅre stellaire, ce qui explique sa forte luminositÿ intrinsÃÅque.

Une galaxie en fuite

Pour mesurer la distance des galaxies lointaines, les astronomes utilisent le phÿnomÃÅne de dÿcalage vers le rouge, ou redshift. Un objet qui ÿmet principalement dans le domaine visible du spectre lumineux peut Ã?tre observÿ dans l'infrarouge s'il est trÃÅs lointain : les longueurs d'onde ÿmises sont ÿtirÿes par l'expansion de l'Univers, phÿnomÃÅne dÿcouvert par l'Amÿricain Edwin Hubble il y a prÃÅs d'un siÃÅcle.

Ce phÿnomÃÅne implique que la plupart des galaxies s'ÿloignent de nous. Le rapport entre la lumiÃÅre observÿe et celle ÿmise intrinsÃÅquement par l'objet permet d'obtenir la valeur du redshift. Il est ÿtabli à 11,1 pour GN-z11, plus ÿloignÿe qu'EGSY8p7 dont le redshift est de 8,68.

Â' Le spectrophotomÃÅtre utilisÿ pour l'analyse de la lumiÃÅre de cette galaxie est calibrÿ pour ÿtudier des longueurs d'onde comprises entre 1,2 à 1,6 micromÃÅtre, soit pour un redshift compris entre 9,7 et 11,3 Â', explique Johan Richard, astronome au Centre de recherche astrophysique de Lyon (Cral).

GN-z11 a probablement contribuÿ à tirer l'univers des "ages sombres" en le rendant transparent à la lumiÃÅre, pendant sa rÿionisation. Crÿdit : adaptÿ de NASA, ESA, and P. Oesch (Yale University)

En attendant le JWST

Les rÿsultats de l'ÿtude menÿe par Pascal Oesch (Universitÿ de Yale) sont nÿanmoins à prendre avec prÿcaution. Quoique l'analyse des donnÿes soit Â' bonne Â', comme le souligne Jean-Paul Kneib, celles-ci restent dÿlicates à manipuler. Pour des galaxies aussi lointaines, le Â' spectre de la lumiÃÅre reÃu peut avoir ÿtÿ contaminÿ par d'autres objets alentour Â', explique Johan Richard.

Pour des donnÿes plus prÿcises, les astrophysiciens europÿens et amÿricains devront attendre le lancement du tÿlescope spatial James Webb, dotÿ d'un miroir de 6,5 m de diamÃÅtre. Rÿalisÿ conjointement par l'ESA et la Nasa, il devrait remplacer l'actuel tÿlescope Hubble en 2018.

Clÿment Plantureux, le 7 mars 2016