Formation des premiers grains de poussière de l’Univers

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La première génération d'étoiles est née quelques centaines de millions d'années après le Big Bang. Ces étoiles ont fabriqué des éléments plus lourds que l'hydrogène et l’hélium, qui sont ensuite éjectés dans le milieu interstellaire. Dans ce milieu enrichi en atomes lourds, les premiers grains de poussière se sont formés. Cet événement est crucial sur le plan cosmologique pour la formation de molécules, car la poussière joue un rôle majeur en refroidissant les nuages à l'origine de la formation des étoiles qui peuvent ainsi se fragmenter pour créer des étoiles de masse inférieure.

Vues multi-longueurs d'onde des protoétoiles dans IC 1396. © NASA/JPL/Caltech.

La collecte d'information sur ces premiers grains de poussière est difficile en raison de l'alliance négative de grandes distances et de faibles masses de poussière. Nous combinons dans ce papier, des informations sur des galaxies à des décalages vers le rouge compris entre z = 10 et z = 5 (environ 500 millions à 1200 millions d'années après le Big Bang) pour mesurer leur émission de poussière. Nous avons également mené une étude théorique pour comprendre les premières phases évolutives du cycle de la poussière. Les distributions spectrales d'énergie (SED) ont été modélisées par notre code CIGALE pour estimer les paramètres physiques de ces galaxies et leur évolution.

Nos nouveaux modèles expliquent pourquoi certaines galaxies dans l'univers primordial sont détectées et d'autres non. Nous suivons dans le temps la formation des premiers grains de poussière par des supernovae. Ces grains sont ensuite détruits par d'autres explosions de supernova et expulsés dans les milieux circumgalactiques et intergalactiques.

Nous avons ainsi mis en évidence les premiers grains de poussière formés dans l'Univers. Mais, surtout, ce travail souligne la nécessité de collecter davantage de données et de développer de nouveaux télescopes pour contraindre davantage le cycle des poussières dans les galaxies à l'époque de la réionisation.

En savoir plus:
Observational and theoretical constraints on the formation andearly evolution of the first dust grains in galaxies at 5.
Burgarella, A. Nanni, H. Hirashita, P. Theulé, A. K. Inoue, and T. T. Takeuchi.
A&A 637, A32 (2020)
https://doi.org/10.1051/0004-6361/201937143

Contact:
Denis Burgarella- Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM) - denis.burgarella at lam.fr

PE
Pendesinialessandro

Bonjour
……Mais d'où vient la matière ? Autrement dit, comment est né l'Univers ?....

Seuls les premiers éléments, à savoir l’hélium, deutérium et lithium, ont pu se former hors des étoiles, ce qu’on appelle nucléosynthèse primordiale.
Dans l’état actuel des connaissances cosmologiques et physiques, rien ne permet d’affirmer que l’univers a commencé avec le Big Bang !
-Que le Big Bang ait eu lieu ne signifie pas qu’il soit à l’origine de l’Univers. Les modèles mathématiques qui sous-tendent ces théories sont valides jusqu’à un court moment avant « l’instant zéro », 10-43 sec. ; au-delà, l’univers est dans la phase dite de la sphère de Planck, et, infirmité passagère, la physique actuelle n’est pas à même de la décrire.
-A noter que le Big Bang n’est pas une théorie d’origine. Mais une théorie de l’évolution cosmique. Il est quasi certain qu’avant le Big Bang il y avait une flèche du temps…..Et, comme affirmé par S.Hawking,
« à l’échelle de l’Univers entier, l’énergie positive de la matière peut être composée par l’énergie négative gravitationnelle, ce qui ôte toute restriction à la création d’univers entiers »….
Et même si le nombre d’événements passés n’est pas mathématiquement infini, l’Univers n’a pas pour autant besoin d’avoir eu un commencement. Un événement peut toujours en suivre un autre, un événement peut toujours en précéder un autre. ;)