Le vertige

Les scientifiques ont donc décidé de mesurer indirectement la lumière des étoiles. Pour cela, ils se sont tournés vers un autre observatoire spatial de la NASA, le télescope spatial Fermi. Fermi est conçu pour mesurer les rayons gamma, la forme de lumière la plus énergique. Comme la lumière visible, les rayons gamma sont constitués de photons, mais sont invisibles à l’œil humain. Certaines des meilleures sources de rayons gamma de l’univers proviennent de blazars: des trous noirs géants, des millions de fois plus massifs que notre soleil, situés au centre de leur galaxie. Ces trous noirs se nourrissent du matériel cosmique environnant. En mangeant, les trous noirs envolent des jets de particules extrêmement énergétiques, y compris les rayons gamma, et les envoient dans l’espace à une vitesse proche de celle de la lumière. Malgré leurs noms, «les trous noirs sont les sources les plus brillantes de l’univers, ce qui est assez spectaculaire», explique Marco Ajello, astrophysicien à la Clemson University en Caroline du Sud et auteur principal de l’étude. Fermi peut détecter cette action car des centaines de blazars sont directement pointés vers la Terre, permettant de réaliser des mesures précises des jets. Dans leur frénésie, les rayons gamma peuvent entrer en collision avec un brouillard cosmique qui plane dans l’univers depuis ses tout premiers jours. Le brouillard, appelé lumière de fond extragalactique, agit comme une toile d’araignée et capture les photons. Au cours de milliards et de milliards d’années, le brouillard a accumulé une partie des radiations émises par toutes les sources lumineuses – principalement des étoiles et des trous noirs affamés – dans l’univers. La lumière des étoiles emprisonnée dans ce brouillard continue de voyager à travers l’univers longtemps après que ses sources se sont éteintes, produisant un disque de lumière flottant. Lorsque les rayons gamma se brisent dans le brouillard, ils en absorbent une partie. Le puissant jet d’un trou noir, jadis un phare lumineux dans le brouillard, s’atténue légèrement. Fermi mesure ce décalage et les astrophysiciens peuvent utiliser les données pour suivre la quantité de rayons gamma – de photons – absorbés et, à leur tour, suivre les modifications de la composition du brouillard. Ajello et ses collègues ont analysé les données de Fermi pour plus de 700 blazars placés à différentes distances de la Terre. Chaque blazar a révélé une tranche différente de l’histoire de l’univers; l’équipe a observé le brouillard cosmique environnant autour de chacun d’eux pour estimer la lumière des étoiles présente à une époque donnée. «Nous pouvons en déduire comment la lumière d’arrière-plan s’est construite au fil du temps», déclare Kári Helgason, astrophysicien à l’Université d’Islande, co-auteur de l’étude. Les astrophysiciens ont examiné aussi loin que la technologie actuelle le leur permet. Mais un autre instrument, qui pourrait vraiment changer le jeu, est en route. La NASA envisage de lancer un télescope 100 fois plus puissant que Hubble en 2021. Le télescope spatial James Webb analysera l’univers en infrarouge au lieu de la lumière optique, une conception qui lui permettra de traverser le brouillard cosmique et de révéler les premières époques de l’univers. . «C’est la magie de l’astronomie», déclare Helgason. « Plus on regarde en arrière [dans l’espace], plus on regarde en arrière dans le temps. »

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