Les premiers centaines de millions d'années après le Big Bang, l'Univers ressemblait à une immense cathédrale obscure, remplie d'un brouillard opaque d'hydrogène neutre. L'époque de la réionisation, achevée environ un milliard d'années plus tard, fut le moment où, dans cette cathédrale, s'allumèrent les premiers vitraux — les galaxies dont la lumière ultraviolette déchira les atomes d'hydrogène, rendant le cosmos transparent. Longtemps, on a cru que les héros de cette pièce étaient des galaxies brillantes et massives, semblables à des cloches sonores dont le carillon porte au loin. Cependant, une nouvelle étude, exploitant l'effet de lentille gravitationnelle prédit par Fritz Zwicky, a comme tendu un microphone aux faibles murmures — et il s'avère que le chœur silencieux de millions de naines faibles résonne bien plus fort que toutes les cloches réunies.

En s'appuyant sur les images ultra-profondes du James Webb et les données d'archive de Hubble, les astronomes ont construit la fonction de luminosité ultraviolette pour cinq époques, en tenant compte de la dilatation du temps due à l'expansion de l'espace. Pour décrire l'extinction possible de la formation d'étoiles dans les plus petites galaxies, ils ont appliqué un modèle flexible avec une suppression quadratique :

\[\phi(M) = \phi_{\text{DPL}}(M) \times \begin{cases} 1, & M \leq M_t \\ 10^{-0.4\delta(M - M_t)^2}, & M > M_t \end{cases}\]

Le paramètre \(\delta\) contrôle la rapidité du déclin du nombre de galaxies en dessous de la luminosité seuil \(M_t\). Même avec une suppression très faible (\(\delta=0.2\)), la densité de rayonnement reste élevée, et à \(z=6\), les galaxies plus faibles que \(M_{UV} = -17\) fournissent plus de la moitié de tout l'ultraviolet. Ce chiffre, extrapolé au budget des photons ionisants, signifie que ces « étincelles galactiques » auparavant invisibles fournissent au moins 64 % de l'énergie nécessaire à la réionisation. En substance, les habitants les plus modestes du cosmos jeune se sont révélés être ses principaux éclaireurs.

Cette découverte force à reconsidérer le lien entre la luminosité et la masse des halos de matière noire, dont Vera Rubin a tenté de percer la nature mystérieuse. Si même les galaxies naines supprimées — des « sous-étoiles » à la formation d'étoiles entravée — sont si abondantes, cela impose de sévères contraintes aux modèles de matière noire chaude et diffuse. De plus, ces résultats affectent directement le modèle standard cosmologique ΛCDM, ajoutant le chaînon manquant à la théorie de la formation des premières structures, fondée par les travaux de Georges Lemaître. Les futures campagnes de spectroscopie sur les télescopes de 30 mètres permettront de mesurer la capacité ionisante réelle de chacune de ces « lucioles » et, peut-être, de surprendre leur ombre sur le mur de la caverne que nous appelons le fond diffus cosmologique.