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Grâce au télescope spatial Hubble et à la relativité générale d'Einstein, des chercheurs ont pu observer une galaxie lointaine qui remonte à l'aube de l'Univers, 500 millions d'années seulement après le Big Bang.

La plus ancienne image de l'Univers dont nous disposons nous est fournie par le bruit de fond électromagnétique laissé par le Big Bang, une sorte de halo de micro-ondes diffus qui ne peut être associé à aucune étoile, galaxie ou objet astronomique précis.

Cela se passait moins de 400'000 ans après le Big Bang, soit une fraction de seconde à l'échelle de notre Univers vieux de 13,7 milliards d'années. Rien ne brille alors, il n'y a aucune étoile, seulement des atomes d'hydrogène qui viennent d'être créés.

Il faut attendre encore près d'un milliard d'années pour avoir une autre image détaillée, mais le paysage a déjà radicalement changé: on trouve des galaxies renfermant des milliards d'étoiles. Que s'est-il passé entre-temps? Les astronomes peinent à répondre faute de pouvoir démêler le bruit de fond cosmologique des signaux qui leur parviennent du fin fond de l'espace.

Lentille gravitationnelle

Wei Zheng, du département de physique et d'astronomie de l'Université américaine Johns Hopkins, et ses collègues ont apporté un début de réponse en débusquant une galaxie datant d'environ 500 millions d'années après le Big Bang.

Les astronomes ont utilisé la caméra infrarouge à large champ WFC 3 installée en 2009 sur le télescope spatial Hubble. Cet instrument a déjà trouvé plus d'une centaine de galaxies remontant entre 650 et 850 millions d'années après la naissance de l'Univers. Mais au-delà, le signal reçu est si ténu et brouillé que seule une galaxie datant de 500 millions d'années a pu jusqu'à présent être identifiée par cette caméra.

Wei Zheng et son équipe se sont tournés vers Albert Einstein et sa théorie selon laquelle des objets très massifs ont un champ gravitationnel tellement fort qu'ils parviennent à faire dévier les rayons lumineux passant à proximité. Et parfois, cette déformation a pour effet d'amplifier l'image perçue par un observateur situé de l'autre côté, un phénomène appelé "lentille gravitationnelle".

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ATS