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- Vingt ans d'images de Hubble dans notre galerie
Les observations de WMap nous ont appris que l'univers observable est né il y a 13,7 milliards d'années. On sait depuis 1998 que son expansion s'accélère sous l'effet de l'énergie noire. Avant la mise en orbite de HubbleHubble, les télescopes au sol ne pouvaient pas voir au-delà d'une distance correspondant à 7 milliards d'années dans le passé. Du fait de l'expansion de l'univers, les objets dont nous parvenait la lumière collectée par les instruments de l'époque sont aujourd'hui à plus de 7 milliards d'années-lumière.
Si rien ne peut se déplacer plus vite que la lumière dans l'espace, même pas les fantomatiques neutrinos comme on l'a cru un temps, rien ne s'oppose à ce que l'espace entre les amas de galaxiesamas de galaxies puisse se dilater à une vitessevitesse arbitraire. De fait, les portions de l'univers d'où sont partis les plus vieux photonsphotons observés par Planck sont aujourd'hui sur la surface d'une sphère dont nous sommes le centre et dont le rayon est d'environ 45,6 milliards d'années-lumière.
Une vue de la taille et de la position de l'extreme Deep Field ou XDF. Ce champ très profond a été photographié par Hubble. © Nasa ; Esa ; Z. Levay, STScI ; Image de la Lune : T. Rector ; I. Dell'Antonio/Noao/Aura/NSF)
Dès 2003 à 2004, les instruments de Hubble ont observé pendant plusieurs heures, réparties sur une duréedurée de 11 jours au total, une petite région de la voûte céleste située dans la constellationconstellation du Fourneau. Les astrophysiciensastrophysiciens avaient ainsi obtenu une image dans le visible sur laquelle se trouvaient tout à la fois des galaxies proches et les plus anciennes connues à l'époque. Il s'agissait de l'Hubble Ultra Deep Field (HUDF) ou champ ultraprofond de Hubble. Il détrônait le champ profond de Hubble (HDF) pris en 1995 dans la région de la Grande OurseGrande Ourse. En 2009, l'arrivée de la Wide Field Camera 3 (WFC3) à bord de Hubble avait permis de faire des observations en infrarougeinfrarouge, révélant des galaxies encore plus anciennes et difficiles à observer du fait de leur faible luminositéluminosité et de leur décalage spectral vers le rouge plus important.
Extreme Deep Field, le champ extrêmement profond de Hubble
La NasaNasa, en combinant plus d'images de Hubble, vient de battre le record du HUDF. Le nouveau champ correspond sur la voûte céleste à une portion du HUDF et il a été baptisé Extreme Deep Field ou XDF.
Une vue de l'Extreme Deep Field ou XDF, photographié par Hubble. © Nasa ; Esa ; G. Illingworth, D. Magee, and P. Oesch, University of California, Santa Cruz ; R. Bouwens, Leiden University ; the HUDF09 Team
L'Extreme Deep Field ne contient que 5.500 galaxies dont les moins lumineuses sont dix milliards de fois moins brillantes que l'objet le moins lumineux visible à l'œilœil nu. Plus de 2.000 images du XDF ont été prises pendant 10 ans environ. Elles correspondent à une durée totale de 50 jours d'observations. Elles n'en montrent pas moins des galaxies telles qu'elles étaient parfois seulement moins de 500 millions d'années après le Big BangBig Bang. Ces galaxies anciennes sont plus petites et plus irrégulières que celles que l'on observe aujourd'hui. Ces observations sont en plein accord avec le modèle cosmologique standardmodèle cosmologique standard qui prévoit que plus l'on remonte dans le temps, plus on doit voir que les galaxies étaient petites et en train d'entrer en collision pour fusionner. Cette jeunesse turbulente devait se voir précisément dans les formes beaucoup plus irrégulières et compactes que celles des grandes galaxies spirales et elliptiques modernes, qui sont le fruit de ces fusionsfusions (pour une part au moins).
Le XDF montre donc clairement et une fois de plus que l'univers a évolué et n'était pas identique à ce que l'on observe dans le cosmoscosmos observable âgé de quelques milliards d'années tout au plus. Même si l'on sait que de grandes galaxies se sont formées plus tôt que ce que l'on imaginait, ces images prouvent, s'il le fallait encore, que la théorie du Big Bang est solidesolide et décrit bien la réalité. On devrait en apprendre plus sur ce qui s'est passé pendant les 500 premiers millions d'années de l'histoire de l'univers observable, quand le télescope James Webb sera lancé. Sa vision infrarouge perçante révélera les galaxies primitives, trop peu lumineuses et aux spectresspectres trop décalés vers le rouge, pour être détectées par les instruments de Hubble actuellement.
