Ré-ionisation de l’Univers

Encore maintenant, nous connaissons très mal l’évolution de l’Univers quand il avait moins d’un milliard d’années. En particulier, nous ne savons pas grand-chose sur le mécanisme qui a fait que l’Univers, complètement neutre et donc opaque quand l’univers n’avait qu’environ 380 000 ans, s’est complètement ré-ionisé, et est donc devenu transparent, entre 150 millions et 1 milliard d’années plus tard. L’origine des photons responsables de cette ré-ionisation n’a pas encore été identifiée. Le rôle qu’auraient pu jouer les galaxies de faibles luminosités est souvent invoqué.

Avec une surface collectrice de lumière presque dix fois supérieure à celle du HST et des instruments sensibles au rayonnement infrarouge, le JWST sera capable de capter des rayonnements émis il y a des milliards d’années. Cela permettra de sonder l’univers très jeune et d’observer les premiers objets « lumineux » qui ont éclairé l’univers, il y a environ 13 milliards d’années. Ainsi, en combinant l’extrême sensitivité du JWST avec les télescopes « naturels » que sont les amas de galaxies qui forment des lentilles gravitationnelles qui permettront de détecter ces galaxies intrinsèquement peu lumineuses, il sera possible de les étudier en détail. L’instrument MIRI, dont le CEA sous l’égide du CNES a assuré la conception et la réalisation de la partie imageur, est le seul instrument qui pourra non seulement nous fournir des informations cruciales sur les vieilles étoiles qui peuplent ces galaxies et nous renseigner sur leur contribution au processus de ré-ionisation, mais aussi nous éclairer sur les mécanismes de ré-ionisation à des époques antérieures.

L’exploration de cette période par le JWST va donc apporter de précieuses informations sur les premières sources de lumière (quand sont-elles apparues ? quelle est leur nature ? …) et leur rôle dans la ré-ionisation de la matière, dont dépend la formation des astres suivants. En permettant des observations dans l’infrarouge thermique (longueurs d’ondes de 5 à 27 microns), MIRI sera l’instrument clef pour s’assurer que ce sont bien des objets de l’Univers très jeune qui sont observés.

Ainsi, le JWST, et MIRI en particulier, permettra aux astrophysiciens de faire un pas en avant dans l’identification des premières sources lumineuses de l’Univers et dans la caractérisation des galaxies de faible luminosité qui pourraient être responsables de sa ré-ionisation.

reionisation-vig

 

Publié dans Sciences Tagués avec :