À quand remonte la naissance des étoiles?

Polarisation du fonds diffus cosmologique : Ciel complet et détails

Illustration de la polarisation du fond diffus cosmologique

Cette séquence animée montre des clichés de la plus ancienne lumière de l'Univers. Connue sous le nom de « fond diffus cosmologique », cette lumière s'est imprégnée dans le ciel alors que l'Univers n'était âgé que de 380 000 ans. Les couleurs dans l'image montrent les infimes variations de température, les couleurs chaudes tirant plus sur le rouge étant associées à des températures élevées et les teintes de bleus témoignant de températures plus froides. Ces très faibles variations de température, qui correspondent à des régions présentant une densité légèrement différente, représentent les noyaux qui sont plus tard devenus les étoiles et les galaxies que nous connaissons aujourd'hui. Les motifs de tourbillon montrent la direction de la lumière polarisée – le principe est le même qu'un film en 3D que l'on regarde avec des lunettes spéciales qui permettent à l'œil de percevoir deux directions en même temps. Ce phénomène de polarisation a été un élément clé du casse-tête cosmique et a permis à l'équipe scientifique de la mission Planck de déterminer le moment où les étoiles ont commencé à baigner l'Univers de leur lumière, mettant ainsi fin à une période connue sous le nom d'Âge sombre. (Source : Agence spatiale européenne [ESA]/Collaboration Planck)

De nouvelles cartes produites par le télescope spatial Planck révèlent que les étoiles sont plus jeunes que ce que l'on croyait

En étudiant les traces laissées par les plus anciennes lueurs de l'Univers, des astronomes ont découvert que les premières étoiles sont apparues environ 550 millions d'années après le Big Bang, illuminant ainsi l'Univers dense qui avait été jusque-là plongé dans l'obscurité.

La première lueur de l'Univers est apparue quelques secondes seulement après le Big Bang. Au début, cette lumière s'est propagée rapidement au rythme de l'expansion de l'Univers, puis elle s'est atténuée au fur et à mesure que le rayonnement chaud et intense se diffusait et s'étirait dans l'espace. Cette période a donné lieu à une période de noirceur avant que les étoiles se forment. Les vestiges du rayonnement produit par le Big Bang ont laissé une empreinte dans le ciel que l'on appelle « fond diffus cosmologique ». C'est cette empreinte de faible intensité que nos astronomes étudient afin de lever le voile sur l'histoire du cosmos. Pour ce faire, ils utilisent des instruments très sensibles, comme le télescope spatial Planck de l'ESA.

Entre 2009 et 2013, Planck a sondé le ciel huit fois afin de mesurer cette lumière ancienne à un niveau de détail inédit. « Le fond diffus cosmologique a une signature propre qui nous permet de déterminer à quel moment les premières étoiles sont apparues, moment qui a mis fin à une période que l'on désigne Âge sombre », d'expliquer l'astronome canadien Douglas Scott, professeur à l'Université de la Colombie-Britannique et codirigeant de l'équipe scientifique canadienne de la mission Planck, laquelle a contribué de façon importante à cette découverte. Les plus récentes mesures effectuées par Planck ont permis d'établir avec plus de précision l'époque de la naissance des étoiles en la rajustant de 100 millions d'années, ce qui semble bien peu puisque l'Univers est âgé de 13,8 milliards d'années. Toutefois, même ce petit  rajustement fournit aux cosmologistes des informations critiques. « Notre compréhension de l'Univers repose sur quelques paramètres que nous pouvons mesurer et nous venons d'améliorer sensiblement ces paramètres », d'expliquer M. Scott. Le fait de pouvoir déterminer avec une plus grande exactitude le moment où « l'Âge sombre » a pris fin permettra aux futurs observatoires spatiaux, comme le télescope spatial James Webb de détecter les premières galaxies, ce qui constitue l'un des objectifs scientifiques clés de la mission.

Grâce au financement de l'Agence spatiale canadienne (ASC), MM. J. Richard Bond, de l'Université de Toronto, et Douglas Scott, de l'Université de la Colombie-Britannique, codirigent une équipe scientifique qui joue un rôle de premier plan dans le cadre de la mission Planck. M. Bond fait partie du corps professoral de l'Institut canadien d'astrophysique théorique (ICAT) et dirige le programme Cosmologie et gravité de l'Institut canadien de recherches avancées (ICRA). L'équipe comprend des astrophysiciens de l'Université de Toronto, de l'Université de l'Alberta, de l'Université Laval et de l'Université McGill.

  • Pour de plus amples renseignements sur la participation du Canada à la mission Planck.
  • Pour en savoir plus sur les plus récentes découvertes de Planck, consultez le site Web de l'ESA (anglais seulement)