Figure 1: simulation cosmologique de l’Univers lointain. Cette image illustre la lumière émise par les atomes d’hydrogène de la toile cosmique dans une région d’environ 15 millions d’années-lumière de côté. Outre l’émission très faible du gaz inter-galactique, on devine de multiple sources ponctuelles qui sont des galaxies formant leurs premières étoiles.
© Jeremy Blaizot / projet SPHINX
L’équipe a fait le pari de pointer, sur une unique région du ciel pendant plus de 140 heures, le Very Large Telescope de l’ESO, équipé de l’instrument MUSE couplé au système d’optique adaptative du télescope: ensemble, ces instruments forment l’un des systèmes les plus performants au monde. La région choisie fait partie du champ ultra profond de Hubble, qui était jusqu’à présent l’image la plus profonde du cosmos jamais obtenue. Mais Hubble vient d’être détrôné puisque 40 % des galaxies découvertes grâce à MUSE n’ont pas de contrepartie dans les images de Hubble.
Figure 2: les 2250 galaxies du « cône » d’Univers observé par MUSE sont représentées ici en fonction de l’âge de l’Univers (en milliards d’années). La période de l’Univers jeune (de 0,8 à 2,2 milliards d’années après le Big Bang), explorée dans cette étude, est représentée en rouge. Les 22 régions de sur-densité de galaxies sont marquées par des rectangles gris. Les 5 régions où des filaments ont été identifiés de manière la plus significative sont identifiées en bleu.
© Roland Bacon / David Mary
Figure 3: un des filaments d’hydrogène (en bleu) découverts par MUSE dans le champ ultra-profond de Hubble. Il est situé dans la constellation du Fourneau, à 11,5 milliards d’années-lumière et s’étend sur plus de 15 millions d’années-lumière. L’image en arrière-plan est celle de Hubble.© Roland Bacon, David Mary, ESO et NASA
Figure 4: simulation cosmologique d’un filament composé de centaines de milliers de petites galaxies. L’image de gauche est celle du rayonnement produit par toutes les galaxies tel qu’il pourrait être observé in situ. L’image de droite montre le filament telle qu’il serait observé par MUSE. Même avec un très grand temps d'exposition, l’immense majorité des galaxies ne sont pas détectables individuellement, mais la lumière de toute ces petites galaxies est détectée comme un fond diffus, un peu comme la voie lactée quand on l’observe à l’oeil nu.
© Thibault Garel et Roland Bacon
The MUSE Extremely Deep Field: the Cosmic Web in Emission at High Redshift, Roland Bacon, David Mary, Thibault Garel, Jeremy Blaizot, Michael Maseda, Joop Schaye, Lutz Wisotzki, Simon Conseil, Jarle Brinchmann, Floriane Leclercq, Valentina Abril-Melgarejo, Leindert Boogaard, Nicolas Bouché, Thierry Contini, Anna Feltre, Bruno Guiderdoni, Christian Herenz, Wolfram Kollatschny, Haruka Kusakabe, Jorryt Matthee, Léo Michel-Dansac, Themiya Nanayakkara, Johan Richard, Martin Roth, Kasper B. Schmidt, Matthias Steinmetz, Laurence Tresse, Tanya Urrutia, Anne Verhamme, Peter M. Weilbacher, Johannes Zabl, et Sebastiaan L. Zoutendijk. Astronomy & Astrophysics, 18 mars 2021. DOI: 10.1051/0004-6361/202039887
Contacts:
- Roland Bacon - Chercheur CNRS - roland.bacon at univ-lyon1.fr
- Véronique Etienne - Attachée de presse CNRS - veronique.etienne at cnrs.fr
Notes
1 - MUSE, pour Multi Unit Spectroscopic Explorer, est un spectrographe 3D conçu pour explorer l’Univers lointain. Le Centre de recherche astrophysique de Lyon (CNRS/Université Claude Bernard-Lyon 1/ENS de Lyon) a été pilote dans sa construction.
2 - Autres laboratoires français impliqués : Laboratoire d’astrophysique de Marseille (CNRS/Aix-Marseille Université/CNES), Institut de recherche en astrophysique et planétologie (CNRS/Université Toulouse III – Paul Sabatier/CNES).
3 - Lire cette actualité du 1er août 2017 : Grâce à un nouveau dispositif, Muse devient un des instruments les plus puissants jamais construits pour l’astronomie au sol. https://insu.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/grace- ... nts-jamais
4 - La théorie en vigueur jusqu’à présent prédisait que c’était le fond diffus ultraviolet cosmique (un fond lumineux très faible produit par l’ensemble des galaxies et des étoiles) qui, en chauffant le gaz des filaments, les faisait briller.
Source: CNRS