Le VLT découvre le mystère à l'origine de la brillance d'un nuage d'hydrogène
Des scientifiques à l'Observatoire européen austral (ESO) ont découvert comment est alimenté un vaste nuage de gaz brillant très rare datant des premiers instants de l'Univers. Présentés dans la revue Nature, les observations montrent que les galaxies enfouies au sein du nuage géant Lyman-alpha, décrit par les astronomes comme l'un des plus grands objets isolés connus de l'homme, alimente le nuage énergie. Les astronomes ont utilisé le très grand télescope (VLT) de l'ESO pour étudier un objet peu commun appelé «nuage Lyman-alpha». Selon eux, ces structures énormes et très lumineuses sont rares. Elles sont habituellement observées dans les régions de l'Univers jeune où la matière est concentrée. Les astronomes ont découvert que la lumière provenant de l'une de ces structures est polarisée. Dans la vie quotidienne, par exemple, la lumière polarisée est utilisée pour créer des effets 3D au cinéma. C'est la première fois qu'une polarisation a été trouvée dans un nuage Lyman-alpha et cette observation permet de dévoiler le mystère sur ce qui fait briller ces nuages. «Nous avons montré pour la première fois que le rayonnement de cet objet énigmatique provient de la lumière diffusée par les galaxies lumineuses qui y sont cachées plutôt que de la luminosité propre du gaz répandu dans tout le nuage», explique Matthew Hayes de l'université de Toulouse, en France. L'Univers contiendrait de nombreuses structures similaires, et le nuage Lyman-alpha serait l'un des plus importants en taille. Il s'agit de gigantesques nuages d'hydrogène qui peuvent atteindre quelques centaines de milliers dannées-lumière de diamètre (plusieurs fois la taille de la Voie lactée), et sont aussi brillants que les galaxies les plus lumineuses. Ces nuages sont habituellement observés à de très grandes distances astronomiques, ce qui signifie que nous les voyons tels qu'ils étaient quand l'Univers n'avait que quelques milliards d'années d'existence. Ils sont de ce fait importants pour notre compréhension de la formation et de l'évolution des galaxies quand l'Univers était plus jeune. Toutefois, la source énergétique de leur très grande luminosité et la nature précise de ces nuages n'étaient pas très claires. Dans le cadre de cette étude, l'équipe a étudié une des premières et des plus grosses de ces structures à avoir été observées, connue sous le nom de LAB-1. Elle a été découverte en 2000 et elle est si éloignée qu'il a fallu 11,5 milliards d'années à sa lumière pour nous atteindre. Avec un diamètre d'environ 300 000 années-lumière, elle héberge plusieurs galaxies primordiales dont une galaxie active. Pour expliquer les nuages du type de Lyman-alpha certains chercheurs disent qu'ils brillent quand le gaz se contracte du fait de la très forte attraction gravitationnelle du nuage et qu'il se réchauffe. D'autres avancent qu'ils brillent, car ils hébergent des objets lumineux. Par exemple, des galaxies en pleine formation intense d'étoiles ou contenant des trous noirs voraces engloutissant de la matière. Mais selon les chercheurs de l'étude, les récentes observations montrent que ce sont des galaxies enfouies et pas l'attraction du gaz qui alimentent LAB-1. L'équipe a mesuré si la lumière du nuage était polarisée ou non. En étudiant la manière dont la lumière est polarisée, les astronomes peuvent découvrir des informations sur les processus physiques qui produisent cette lumière. Ils peuvent aussi déterminer ce qui lui est arrivé entre sa source et son arrivée sur Terre. «Ces observations n'auraient pas pu être réalisées sans le VLT et son instrument FORS (Focal Reducer and Low Dispersion Spectrograph)», ajoute Claudia Scarlata, de l'université du Minnesota aux États-Unis. «Nous avions clairement besoin de deux choses: un télescope avec un miroir d'au moins huit mètres pour collecter suffisamment de lumière et une caméra capable de mesurer la polarisation de la lumière. Il n'y a pas beaucoup d'observatoires au monde offrant cette combinaison.» L'équipe a constaté que la lumière du nuage était polarisée dans un anneau autour de la région centrale et qu'il n'y avait pas de polarisation au centre. Cet effet est pratiquement impossible à produire si la lumière vient seulement du gaz tombant vers l'intérieur du nuage sous leffet de la gravité, mais c'est exactement ce qui est attendu si la lumière provient des galaxies enfouies dans la région centrale avant d'être diffusée par le gaz. Les astronomes projettent maintenant d'observer davantage de ces objets afin de voir si le résultat obtenu est valable pour les autres nuages.Pour de plus amples informations, consulter: ESO: http://www.eso.org/public/ Revue Nature : http://www.nature.com/