Grande broderie cosmique photographiée par Hubble

En ajoutant l’ultraviolet à leur palette, les astronomes bénéficient de l’image composite des confins de l’Univers la plus colorée et détaillée jamais réalisée par Hubble.

L’un des points d’orgue de la mission du célèbre télescope spatial Hubble est de sonder les profondeurs de l’Univers à la recherche de réponses sur l’évolution cosmique, dans le sillage de l’astrophysicien Edwin Hubble à qui il doit son nom. Au cours de sa carrière débutée voici 24 années, nombreuses furent les images composites qui nous ont sidérées et par leurs beautés et l’acuité visuelle inégalée. Un œil d’aigle ou de cyclope (2,4 m de diamètre) à l’œuvre qui, affranchi des filtres et perturbations de notre atmosphère, a plusieurs fois ouvert de petites fenêtres sur l’espace intergalactique appelées Hubble Ultra Deep Field (HUDF). Des exploits totalisant des centaines d’heures de pause qui nous ont ainsi révélé des galaxies formées à l’aube de l’Univers.

Cependant, les HUDF collectés dans les rayonnements visibles et proches infrarouges entre 2003 et 2009 ne suffisent pas aux astronomes pour dresser les portraits, les plus complets possible, des galaxies observées. En particulier de celles éparpillées dans une période intermédiaire dans l’histoire de l’Univers, entre 5 et 10 milliards d’années-lumière de distance. Certes, ces deux longueurs d’onde conviennent très bien à l’étude de la formation stellaire au sein des galaxies les plus reculées, riches en gaz. Concernant les galaxies plus proches de nous (donc plus récentes, entre 10 et 5 milliards d’années dans le passé), les chercheurs manquaient d’informations quant à la genèse des étoiles massives car celle-ci se traduit davantage dans le rayonnement ultraviolet. Quelles sont, par exemple, les galaxies les plus fécondes ? Dans quelles régions de la galaxie-hôte se forment-elles de préférence ? Comment le processus évolue-t-il vers de grandes structures comme la Voie Lactée ?, etc. Au fond, c’est un peu « comme essayer de comprendre l’histoire d’une famille sans connaître le parcours des enfants à l’école primaire » expliquait Harry Teplitz, directeur de recherche à Caltech. Aussi l’apport de l’ultraviolet dans les sondages capturés par la caméra grand champ (WFC3) d’Hubble jusqu’en 2012 offrent-ils un accès direct aux régions de formations des étoiles les plus chaudes et massives.

Image composite la plus colorée jamais réalisée par Hubble des confins de l’Univers jusqu’à 13 milliards d’années-lumière – Téléchargez l’image en très haute résolution ici (2,2 Mb)

C’est ainsi qu’est né le programme UVUDF pour Ultraviolet Coverage of the Hubble Ultra Deep Field. Une splendide broderie d’environ 10.000 galaxies, toutes distribuées dans une minuscule portion du ciel austral à peine plus grande qu’un grain de sable en direction de la constellation du Fourneau (Fornax). Autrement dit, une fenêtre ouverte sur les confins de l’Univers couvrant quelque 13 milliards d’années de notre histoire. Les lueurs les plus pâles et ténues sont de très jeunes galaxies formées moins de 800 millions d’années après le Big Bang. Pas moins de 841 orbites furent nécessaires au télescope spatial pour recomposer ce tableau richement détaillé, quasiment dépourvu d’étoiles (au premier plan) appartenant à la Voie Lactée.

« Les sondages ultraviolets comme celui-ci » déclarait Rogier Windhorst qui a participé aux recherches, « qui utilisent la capacité unique d’Hubble sont extrêmement important dans la planification du télescope spatial James Webb (JWST) » lequel est, rappelons-le, promis à un lancement à l’horizon 2018. Le professeur de l’Univeristé d’État d’Arizona continue, « Hubble fournit d’inestimables données dans la lumière ultraviolette que les chercheurs ont besoin de combiner avec les données infrarouges de JWST. Il s’agit de la première image très profonde dans l’ultraviolet à montrer la puissance de cette combinaison ».