Une équipe internationale de scientifiques des États-Unis et de Chine a découvert que lorsque l'Univers avait 800 millions d'années, de petites galaxies avec formation d'étoiles actives s'y formaient. Le début de ce processus a coïncidé avec la fin de l'âge des ténèbres - une période où il n'y avait pas de sources lumineuses de lumière dans l'espace, et tout l'espace était rempli d'hydrogène neutre et d'hélium. Communiqué de presse publié sur Phys.org,
Selon les concepts scientifiques modernes, 300-1000 millions d'années après le Big Bang, les premières galaxies ont commencé à se former dans l'Univers. Leur rayonnement a contribué à l'ionisation du gaz intergalactique, à la suite de laquelle l'âge sombre a cédé la place à l'ère de la réionisation.
Pour détecter ces systèmes stellaires reliques, les scientifiques ont déterminé la position de la soi-disant limite de Lyman dans le spectre de rayonnement émis par les galaxies éloignées. La limite de Lyman est la longueur d'onde minimale possible d'un photon émis par l'hydrogène excité. Parce que les étoiles anciennes sont principalement de l'hydrogène, elles n'émettent de la lumière ultraviolette qu'à des longueurs d'onde supérieures à cette limite.
Plus la galaxie est éloignée de la Terre, plus elle s'éloigne rapidement de nous et plus la limite de Lyman est déplacée vers le côté rouge (ondes longues) en raison de l'effet Doppler. Le décalage vers le rouge peut être utilisé pour déterminer la distance au système stellaire. Bien que la lumière ultraviolette soit absorbée par l'atmosphère terrestre, un rayonnement suffisamment "rougi" atteint la surface et peut être détecté par des observatoires au sol. Les astronomes utilisant la limite de Lyman ont pu détecter des centaines de galaxies pour lesquelles le redshift (z) dépasse 6. Ces objets existaient lorsque l'univers avait moins d'un milliard d'années.
Pour identifier la plus ancienne de ces galaxies, les chercheurs ont prêté attention à la luminosité des objets. La lumière ultraviolette émise par eux est facilement diffusée par le gaz neutre environnant. En conséquence, la source de lumière semble être "trouble". Comme il y avait beaucoup d'hydrogène neutre au tout début de l'ère de la réionisation, les galaxies de cette époque semblent plus floues que celles qui se sont formées plus tard.
Les astronomes utilisant cette approche ont trouvé 23 systèmes stellaires qui sont les candidats les plus probables pour que les premières galaxies émergent après la fin de l'âge sombre. Leur redshift atteint sept, ce qui correspond à l'âge de l'univers 800 millions d'années (il y a environ 13 milliards d'années).
