Les scientifiques s'attendent à rencontrer beaucoup de choses étranges dans les tranchées sombres de l'univers: les ouragans de matière noire, les nébuleuses crâniennes et les galaxies cannibales qui se dévorent lentement sont tous les mêmes pour le cours dans notre cosmos bizarre.
Cependant, une chose que les observateurs d'étoiles ne s'attendent généralement pas à trouver est l'immobilier non développé.
Récemment, pour la troisième fois seulement, des astronomes travaillant au W.M. L'observatoire Keck sur le volcan Mauna Kea dormant à Hawaï pense qu'ils ont identifié un nuage de gaz interstellaire massif qui semble être resté intact pendant des milliards d'années de développement de l'univers. Selon une étude à paraître dans la revue Monthly Notices de la Royal Astronomical Society, le nuage - étiqueté LLS1723 - ne montre aucune trace visible d'éléments plus lourds que l'hydrogène, l'élément le plus léger connu et le premier supposé imprégner l'univers quelques instants après la Big Bang.
"Partout où nous regardons, le gaz dans l'univers est pollué par les déchets des éléments lourds des étoiles qui explosent", auteur principal de l'étude Fred Robert, Ph.D. étudiant à l'Université de technologie de Swinburne en Australie, a déclaré dans un communiqué. "Mais ce nuage particulier semble vierge, non pollué par les étoiles, même 1,5 milliard d'années après le Big Bang."
Les premières étoiles de l'univers étaient formées uniquement d'hydrogène et d'hélium; Tous les autres éléments du tableau périodique proviennent des réactions de fusion à l'intérieur des étoiles et se dispersent dans l'espace lorsque ces étoiles explosent en supernovae. Pourquoi un seul nuage gazeux devrait apparaître sans être chargé par des éléments plus lourds vus presque partout ailleurs dans l'univers reste un mystère. Mais pour Robert et ses collègues, l'explication "la plus convaincante" est que le nuage est une capsule temporelle rare des premières minutes de l'univers, préservée à une époque antérieure aux anciens atomes d'hydrogène et d'hélium qui ont forgé les premières étoiles de l'univers et, plus tard, le reste de les éléments du tableau périodique que nous connaissons aujourd'hui.
Chasse aux espaces les plus vides
La découverte de l'équipe ne marque que le troisième nuage de gaz cosmique censé être totalement non souillé par des objets stellaires (c'est-à-dire que chaque élément est plus lourd que l'hélium).
Les deux premiers de ces mystères gazeux ont été détectés en 2011 par l'astronome Michele Fumagalli et ses collègues, utilisant également le télescope au sommet de l'Observatoire de Keck. Selon l'article subséquent de cette équipe (publié en 2011 dans la revue Science), les deux nuages peuvent avoir été le résultat des façons étranges et incohérentes que le métal s'écoule à travers l'espace interstellaire, et "pourrait juste être la pointe de l'iceberg" d'une une plus grande population d'espace non souillé entre les galaxies.
Robert et ses collègues ont été intrigués par les découvertes et se sont rapidement lancés dans une mission pour sonder systématiquement l'univers des signes de nuages d'hydrogène plus vierges. À l'aide du télescope optique de l'Observatoire de Keck (qui serait l'un des plus puissants au monde), l'équipe a ciblé des quasars - des objets d'une luminosité intense qui se forment lorsque la poussière et les particules de gaz sont aspirées dans des trous noirs supermassifs à une vitesse proche de la lumière. L'équipe a sélectionné 10 quasars connus qui se cachaient auparavant derrière des nuages de poussière à faible teneur en métaux, comme ceux que Fumagalli et ses collègues avaient identifiés en 2011.
En utilisant ces quasars comme rétro-éclairage cosmique pour éclairer les ombres gazeuses devant eux, les chercheurs ont étudié les longueurs d'onde précises de la lumière émise à travers chaque nuage cible. Ils ont constaté qu'un seul nuage (notre ami, LLS1723) ne présentait aucune trace apparente d'éléments autres que l'hydrogène.
"Apparemment, les nuages exempts de métaux comme le LLS1723 peuvent être des gaz intergalactiques parfaitement vierges - des vestiges survivants de l'univers primitif qui n'ont jamais… pollués par des débris stellaires", ont conclu les auteurs dans leur étude.
Le succès de l'équipe fournit une preuve supplémentaire que le cosmos pourrait être plein de poches d'espace sans métal faisant écho aux premiers moments de l'univers - et maintenant, les futurs chercheurs ont un système éprouvé pour les chasser et les identifier.
Cette recherche pourrait bien en valoir la peine. Selon Robert et ses collègues, comprendre comment des nuages comme le LLS1723 ont pu survivre si longtemps non souillés par des métaux lourds est une question qui nécessitera une étude plus approfondie du voisinage cosmique voisin du nuage. Trouver et étudier d'autres parcelles d'espace d'hydrogène pur pourrait également révéler de nouvelles informations sur la façon dont les toutes premières étoiles de l'univers se sont formées à partir d'un environnement sans métal. Paradoxalement, c'est une histoire que les scientifiques ne peuvent terminer qu'en trouvant beaucoup de rien.
