Quand l'Univers avait moins d'un milliard d'années, il ressemblait à un épais brouillard : la lumière ultraviolette ne pouvait pas voyager loin car le gaz interstellaire l'absorbait. Mais peu à peu, à mesure que les premières étoiles et galaxies naissaient, le brouillard s'est dissipé — ce processus est appelé l'époque de la réionisation. Les astronomes veulent comprendre comment cela s'est exactement produit.

Dans cette nouvelle étude, les scientifiques ont analysé 488 nuages de gaz visibles sous forme de raies d'absorption dans les spectres de quasars lointains. Ces nuages contiennent des métaux — des éléments plus lourds que l'hélium, éjectés par les explosions d'étoiles. En fonction des ions métalliques présents (par exemple, le carbone une fois ionisé CII ou le carbone trois fois ionisé CIV), on peut déterminer à quel point le gaz était ionisé par le rayonnement.

Il s'avère que la proportion de nuages uniquement faiblement ionisés chute de 24 % à un décalage vers le rouge de 6 à 2 % à 4.3, tandis que la proportion de nuages uniquement fortement ionisés passe de 52 % à 82 %. En d'autres termes, avec le temps, le gaz autour des galaxies est devenu de plus en plus « transparent » aux ultraviolets. Les scientifiques attribuent cela à deux raisons : le gaz contient davantage de métaux (qui sont plus faciles à ioniser) et le gaz lui-même est devenu moins dense en raison de l'expansion de l'Univers, tandis que le fond ultraviolet s'est intensifié.

C'est comme le brouillard matinal qui se dissipe lorsque le soleil monte plus haut : plus la lumière est vive et moins il y a de gouttelettes d'eau dans l'air, plus l'atmosphère devient transparente.