Parfois, c'est facile d'être astronome. Lorsque votre cible céleste est quelque chose de simple et brillant, le jeu peut être assez simple: pointez votre télescope sur la chose et attendez simplement que tous les photons juteux se déversent.
Mais parfois, être astronome est difficile, comme lorsque vous essayez d'étudier les premières étoiles à apparaître dans l'univers. Ils sont beaucoup trop loin et trop faibles pour être vus directement avec les télescopes (même le télescope spatial James Webb très médiatisé ne pourra voir que les premières galaxies, une accumulation de lumière de centaines de milliards d'étoiles). À ce jour, nous n'avons aucune observation des premières étoiles, ce qui est une grosse déception.
Ainsi, les astronomes se livrent à un petit coup d'œil cosmique.
Avant la formation des premières étoiles (la date exacte est incertaine, car nous ne l'avons pas encore observée, mais nous soupçonnons qu'elle s'est produite il y a environ treize milliards d'années), l'univers était composé presque entièrement d'hydrogène neutre pur et non altéré: des électrons uniques liés à protons uniques en parfaite harmonie.
Mais ensuite, les premières étoiles sont apparues et ont répandu leur rayonnement de haute énergie dans tout le cosmos, inondant l'univers de rayons X et de rayons gamma copieux. Ce rayonnement intense a déchiré l'hydrogène neutre, le convertissant en plasma mince mais chaud que nous voyons dans l'univers actuel. Ce processus, connu sous le nom d'Epoch of Reionization, a commencé par petites taches qui ont fini par grossir pour engloutir le cosmos, comme un tas de bulles étranges.
Tout cela est fascinant, mais comment les astronomes peuvent-ils réellement détecter ce processus? Ils peuvent le faire grâce à une petite astuce d'hydrogène neutre: il émet un rayonnement à une fréquence très spécifique, 1420 MHz, ce qui correspond à une longueur d'onde de 21 centimètres. Avant la mise en ligne des premières étoiles, le gaz neutre a pompé ce rayonnement de 21 cm par la charge du godet, le signal diminuant progressivement à mesure que l'univers devenait un plasma.
Cela ressemble à un plan, sauf a) ce signal est incroyablement faible et b) un bajillion d'autres choses dans l'univers émettent des rayonnements à des fréquences similaires, y compris nos radios sur Terre.
Pour démêler le bruit gênant du signal cosmologique juteux, il faut des montagnes de données et passer au crible la botte de foin astronomique pour l'aiguille de 21 cm. Nous n'avons actuellement pas les capacités nécessaires pour effectuer la détection - qui devra attendre les radiotélescopes de nouvelle génération comme le Square Kilometer Array - mais les observatoires actuels comme le Murchison Widefield Array en Australie-Occidentale jettent tous les fondements nécessaires.
Y compris la livraison de 200 To de données lors de sa première passe, qui est actuellement en cours d'analyse par certains des supercalculateurs les plus puissants du monde.
