En utilisant le nouvel outil de Hubble, le Cosmic Origins Spectrograph (COS), les chercheurs ont cloué et amélioré notre compréhension de la réionisation de l'hélium dans les premiers univers, clarifiant le laps de temps de 11,7 à 11,3 milliards d'années, lorsque l'univers a dépouillé les électrons du primitif. atomes d'hélium. Les scientifiques de Hubble disent que c'était l'équivalent du réchauffement climatique, sauf qu'une vague de chaleur a traversé tout l'univers primitif à cette époque, inhibant la croissance des petites galaxies pendant près de 500 millions d'années.
L'univers a traversé une vague de chaleur initiale il y a plus de 13 milliards d'années lorsque l'énergie des premières étoiles massives a ionisé l'hydrogène interstellaire froid du Big Bang. Cette époque est en fait appelée réionisation parce que les noyaux d'hydrogène étaient à l'origine dans un état ionisé peu de temps après les débuts de l'Univers.
Il a fallu encore 2 milliards d'années avant que l'univers produise des sources de rayonnement ultraviolet avec suffisamment d'énergie pour réioniser l'hélium produit dans le Big Bang, qui chauffait le gaz intergalactique et l'empêchait de s'effondrer par gravité pour former de nouvelles générations d'étoiles dans certaines petites galaxies. Les galaxies de masse la plus faible n'étaient même pas capables de retenir leur gaz, et celui-ci s'est échappé dans l'espace intergalactique.
Ce rayonnement ne provenait pas des étoiles, mais plutôt des quasars, les noyaux brillants des galaxies actives. En fait, l’époque où l’hélium était en cours de réionisation correspond à une période transitoire de l’histoire de l’univers où les quasars étaient les plus abondants.
Michael Shull de l'Université du Colorado et son équipe ont pu trouver les raies spectrales d'absorption spectrale de l'hélium dans la lumière ultraviolette d'un quasar. La balise quasar éclaire la lumière à travers les nuages intermédiaires de gaz autrement invisible, comme un phare qui brille à travers un brouillard. Le faisceau permet une sonde noyau-échantillon des nuages de gaz intercalés entre les galaxies du premier univers.
C'était une période mouvementée. Les galaxies sont fréquemment entrées en collision, et cela a engorgé des trous noirs supermassifs dans les noyaux des galaxies avec du gaz infaillible. Les trous noirs ont furieusement converti une partie de l'énergie gravitationnelle de cette masse en un puissant rayonnement ultraviolet lointain qui s'enflammerait des galaxies. Cela a chauffé l'hélium intergalactique de 18 000 degrés Fahrenheit à près de 40 000 degrés. Après la réionisation de l'hélium dans l'univers, le gaz intergalactique s'est de nouveau refroidi et les galaxies naines ont pu reprendre leur assemblage normal.
«J'imagine qu'un certain nombre de galaxies naines supplémentaires auraient pu se former si la réionisation de l'hélium n'avait pas eu lieu», a déclaré Shull.
Jusqu'à présent, Shull et son équipe n'ont qu'une seule ligne de visée pour mesurer la transition de l'hélium, mais l'équipe scientifique du COS prévoit d'utiliser Hubble pour regarder dans d'autres directions pour voir si la réionisation de l'hélium a eu lieu uniformément à travers l'univers.
Les résultats de l’équipe scientifique seront publiés dans le numéro du 20 octobre du Astrophysical Journal.
Source: HubbleSite
