Une empreinte magnétique dans l'univers primordial express
Un immense nuage de gaz sombre s'étendait à travers l'univers jeune. À l'intérieur, comme des doigts invisibles, les lignes de champ magnétique issues de la naissance même du monde le traversaient. Ces champs agissent sur les particules chargées, les poussant les unes vers les autres — comme une brise légère qui rassemble les feuilles mortes en tas. Résultat : le gaz se condense plus rapidement en amas, à partir desquels les galaxies se forment ensuite.
Les astronomes soupçonnaient depuis longtemps qu'un tel champ magnétique primordial (apparu dans les premiers instants après le Big Bang) avait pu accélérer l'apparition des petites galaxies. Mais il est impossible de le mesurer directement : trop loin, trop faible. Les auteurs de cette nouvelle étude ont trouvé une astuce ingénieuse : ils ont observé comment ce champ influence l'époque de la réionisation — le moment où les premières étoiles se sont allumées et où leur lumière ultraviolette a commencé à « ioniser » l'hydrogène neutre, le rendant transparent.
En comparant les calculs avec les données du satellite « Planck » (qui mesure le fond diffus cosmologique — la lumière ancienne qui nous parvient 380 000 ans après le Big Bang), les scientifiques ont établi une limite stricte. Le champ magnétique s'est avéré plus faible que 0,27 nanogauss pour un type de spectre et 0,18 nanogauss pour un autre. C'est des milliards de fois plus faible que l'aimant d'un réfrigérateur, mais son influence sur la naissance des galaxies est énorme.
Ainsi, la lumière des premières étoiles, capturée dans les filets du fond cosmique, a révélé les fils magnétiques invisibles qui traversent l'univers depuis son enfance.
Un nanogauss est un milliardième de gauss. Pour comparaison : le champ magnétique terrestre à la surface est d'environ 0,5 gauss, et un aimant de réfrigérateur typique fait environ 50 gauss. Autrement dit, le champ primordial est des dizaines de milliards de fois plus faible que l'aimant qui retient nos notes sur le frigo.
Dans le roman « Contact » de Carl Sagan, un signal extraterrestre contient une modulation complexe qui évoque les ondes gravitationnelles primordiales. Les champs magnétiques de l'univers primordial sont un autre murmure du Big Bang que nous apprenons à écouter.