Une lentille cosmique révèle la chimie d'une galaxie lointaine express
Une immense loupe de gravité a agrandi une galaxie lointaine, et les astronomes ont plongé dans sa cuisine chimique. Le télescope ALMA, dans le désert chilien, a reçu un nouveau récepteur qui capte les ondes radio entre 67 et 116 gigahertz — comme si un poste de radio, enfin, apprenait à entendre toute une gamme de stations d'un coup. En le pointant vers la galaxie SPT-S J002706-5007.4, dont la lumière a voyagé près de 12 milliards d'années jusqu'à nous, les scientifiques ont pour la première fois observé l'émission de molécules qui échappaient auparavant aux observations.
Parmi les nouvelles venues : le monoxyde de carbone (CO) et l'acide cyanhydrique (HNC). Leurs signaux ont révélé des nuages de gaz denses et chauds, baignés d'un ultraviolet intense provenant de jeunes étoiles. Environ 17 % du gaz dans ces nuages — c'est comme si, dans chaque mètre cube d'air urbain, on trouvait soudain 170 litres d'eau : une quantité inhabituelle pour le milieu interstellaire ordinaire. Un autre instrument du télescope, qui observe à des longueurs d'onde plus courtes, a montré que la galaxie est constituée de régions brillantes où naissent des étoiles, et ces régions produisent jusqu'à la moitié de toute la lumière.
Le nouveau récepteur d'ALMA ouvre la voie à des mesures précises des distances des galaxies à une époque où l'Univers était trois fois plus jeune. Les molécules comme le CO émettent à des fréquences strictement définies, et le décalage de ces fréquences permet de calculer la vitesse à laquelle la galaxie s'éloigne de nous. C'est comme déterminer la vitesse d'un train en écoutant le changement de ton de son sifflet. Dans les années à venir, cette méthode deviendra l'outil principal pour cartographier l'Univers lointain.
La molécule d'acide cyanhydrique (HCN) sent l'amande amère, mais dans l'espace, elle est présente en quantités énormes et sert d'indicateur de gaz dense où naissent les étoiles.