Comme en sport, les records que l'astronomie établit (les trous noirs les plus massifs, la galaxie la plus lumineuse, la plus compacte, etc.) sont faits pour être battus. Cette fois-ci, une équipe internationale vient d'annoncer avoir découvert, à l'aide de deux télescopes spatiaux, Hubble et Spitzer, la galaxie la plus lointaine jamais détectée à ce jour. Elle décrit sa trouvaille dans une étude qui sera prochainement publiée dans l'Astrophysical Journal.

GN-z11, nom de baptême de cette galaxie située dans la constellation de la Grande Ourse, est si loin que l'image que nous voyons d'elle a été émise il y a 13,4 milliards d'années, soit 400 millions d'années seulement après le Big Bang (ce qui bat de 150 millions d'années le précédent record). En effet, comme la lumière se déplace à une vitesse finie, regarder loin revient... à observer le passé. Ainsi, quand vous contemplez l'Etoile polaire, dans la constellation de la Petite Ourse, vous la voyez non pas telle qu'elle est aujourd'hui, mais telle qu'elle était il y a environ quatre siècles. Pour ce qui est de GN-z11, si l'on imagine que l'Univers est un humain de 40 ans, ce que l'on voit dans l'image ci-dessus date de l'époque où il avait un peu plus d'un an...

Pour faire cette découverte, il a fallu pousser Hubble aux limites de ce que sa caméra la plus récente – installée en 2009 lors de la dernière mission d'entretien du télescope spatial – est capable de voir, tout en s'assurant que les données transmises correspondaient à un objet céleste réel et n'étaient pas une sorte de mirage dû à une pollution lumineuse provenant autres galaxies présentes dans le champ de vision mais situées plus près de nous. Au-delà de l'exploit technique, cette découverte lance un certain nombre de questions, voire de défis, aux astrophysiciens. Ainsi, dans le communiqué de presse diffusé par l'Agence spatiale européenne, un des auteurs de l'étude, Marijn Franx, de l'université de Leyde aux Pays-Bas, reconnaît que "la découverte de GN-z11 a été une grosse surprise pour nous, étant donné que nos travaux antérieurs avaient suggéré que des galaxies aussi brillantes ne devaient pas exister si tôt dans la vie de l'Univers"...

GN-z11 ne constitue pas un monstre cosmique. Sa masse est estimée à 1 milliard de fois celle du Soleil, un chiffre à comparer avec les centaines de milliards de masses solaires de la Voie lactée. Elle est aussi 25 fois plus petite que notre galaxie. Néanmoins, sur l'image c'est une galaxie jeune, âgée tout au plus de quelques dizaines de millions d'années, dans laquelle les étoiles naissent à vitesse grand V et qui s'avère la plus lumineuse de toutes les galaxies lointaines observées à ce jour. Ainsi que le résume un autre des auteurs de l'étude, Garth Illingworth (université de Californie à Santa Cruz), "il est stupéfiant qu'une galaxie si massive ait existé seulement 200 à 300 millions d'années après la formation des premières étoiles. Il faut vraiment une croissance rapide et une production d'étoiles sur un rythme élevé pour avoir formé si tôt une galaxie d'un milliard de masses solaires."

"La découverte de GN-z11 nous montre que notre connaissance du jeune Univers est encore très limitée, concède avec modestie Ivo Labbé, lui aussi de l'université de Leyde. Comment GN-z11 s'est formée reste quelque peu mystérieux pour l'instant." Dans cette dernière phrase, ce qui compte le plus est le "pour l'instant". Depuis plusieurs années, la découverte de galaxies de plus en plus lointaines, qui sont donc nées de plus en plus près du Big Bang, est un casse-tête pour les astrophysiciens et ceux-ci comptent bien le résoudre grâce au successeur de Hubble, le télescope spatial James Webb (JWST, d'après son nom anglais), un géant de plus de 6 tonnes, dont le miroir collecteur de lumière mesurera 6,5 mètres de diamètre contre 2,4 pour Hubble. Cet instrument, dont les coûts de fabrication se sont envolés au fil des années, devrait être lancé dans l'espace en 2018 et parmi ses objectifs figure une remontée plus avant dans le temps : le JWST ira chasser les premières galaxies voire les premières étoiles de l'histoire de l'Univers. Et battra donc de nouveaux records.

Pierre Barthélémy (suivez-moi ici sur Twitter ou bien là sur Facebook)