La galaxie GN-z11 a été aperçue pour la première en mars 2016. Au moment de sa découverte, les astronomes savaient déjà qu’ils avaient à faire avec l’une des galaxies les plus âgées de l’univers. Aujourd’hui, on en sait beaucoup plus sur cet ensemble d’étoiles qui se situe près du bord de l’Univers observable.
Grâce entre autres au télescope spatial Hubble et à l’instrument MOSFIRE installé sur le télescope de l’observatoire W. M. Keck, lequel se trouve sur le mont Mauna Kea de l’île d’Hawaï, les scientifiques pensent avoir résolu l’énigme au sujet de l’âge et de la distance de GN-z11.
La valeur de décalage vers le rouge la plus élevée jamais enregistrée
Selon le professeur Nobunari Kashikawa du Département d’astronomie de l’Université de Tokyo, cette galaxie lointaine est probablement née 420 millions d’années après le Big Bang. Sa formation aurait eu lieu à l’aube de l’ère de la réionisation lorsque la lumière a rempli le Cosmos pour la première fois. Située à 13,4 milliards d’années-lumière de la Terre, GN-z11 semble donc être la galaxie détectable la plus éloignée du système solaire.
Compte tenu de cette distance largement élevée, les astronomes ont dû utiliser des instruments de pointe. Effectivement, quand il s’agit de mesurer des distances aussi importantes, on parle souvent de décalage vers le rouge. Désigné par la lettre « z », ce phénomène est considéré comme la preuve initiale de l’expansion de l’Univers. Il s’avère que GN-z11 possède une valeur de décalage vers le rouge autour de 11, soit la plus élevée jamais enregistrée dans l’histoire de l’astronomie.
Concrètement, plus un objet est loin, plus vite on le voit reculer, entrainant un décalage vers le rouge plus important. Dans le cas de la galaxie GN-z11, les astronomes de l’Université de Tokyo ont dû s’appuyer en même temps sur les télescopes mentionnés plus haut pour déterminer la distance et l’âge.
Une mesure des raies d’émission
« Nous nous sommes penchés spécifiquement sur la lumière ultraviolette, car c’est la zone du spectre électromagnétique dans laquelle on espérait trouver la signature chimique liée au décalage vers le rouge », a expliqué le professeur Kashikawa. Hubble a détecté la signature plusieurs fois, mais en raison de son incapacité à résoudre les lignes d’émission ultraviolette dont les chercheurs avaient besoin, ceux-ci se sont tournés vers l’instrument de mesure des raies d’émission de l’observatoire W. M. Keck.
MOSFIRE a pu déterminer le décalage vers le rouge des raies d’émission de GN-z11 avec un niveau de détails 100 fois plus élevé. Certes, la galaxie se trouve à 13,4 milliards d’années-lumière, mais en raison de l’expansion de l’Univers, sa lumière aurait parcouru une distance de 32 milliards d’années-lumière pour arriver sur Terre ! Les chercheurs s’attendent à ce que le télescope James Webb leur permette bientôt d’en apprendre davantage sur GN-z11.
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