L’univers initial était essentiellement composé de nuages de gaz d’atomes d’hydrogène et d’hélium. Ceux-ci sont encore les éléments les plus répandus dans l’Univers. Les observations actuelles suggèrent que les premières étoiles se sont formées à partir de tels nuages de gaz environ 150 à 200 millions d’années après le Big Bang.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Histoire_et_chronologie_de_l%27Univers
L’hydrogène est l’élément le plus abondant de l’Univers : 75 % en masse et 92 % en nombre d’atomes. Il est présent en grande quantité dans les étoiles et les planètes gazeuses ; il est également le composant principal des nébuleuses et du gaz interstellaire.
Dans la croûte terrestre, l’hydrogène ne représente que 0,22 % des atomes, loin derrière l’oxygène (47 %) et le silicium (27 %)7. Il est rare également dans l’atmosphère terrestre, puisqu’il ne représente en volume que 0,55 ppm des gaz atmosphériques. Sur Terre, la source la plus commune d’hydrogène est l’eau, dont la molécule est constituée de deux atomes d’hydrogène et d’un atome d’oxygène ; l’hydrogène est surtout le principal constituant (en nombre d’atomes) de toute matière vivante, associé au carbone dans tous les composés organiques. Par exemple, l’hydrogène représente 63 % des atomes et 10 % de la masse du corps humain. Sous de très faibles pressions, comme celles qui existent dans l’espace, l’hydrogène a tendance à exister sous forme d’atomes individuels car il n’entre pas en collision avec d’autres atomes pour se combiner. Les nuages d’hydrogène sont à la base du processus de la formation des étoiles.
Des molécules, précurseurs de la vie, tôt dans l’histoire du cosmos ?
Un nouveau record vient d’être atteint à ce sujet par une équipe internationale travaillant avec le réseau de radiotélescope Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma) (Voir un article repris ci-dessous et publié dans The Astrophysical Journal en accès libre sur arXiv.
Il expose des observations faites avec Alma concernant une paire de galaxies en interaction appelée SPT0311-58 dont le décalage spectral vers le rouge indique qu’elle est vue alors que le cosmos observable était âgé d’environ 780 millions d’années, et plus précisément il y a 12,88 milliards d’années. Elles ont été commentées en ces termes par un des auteurs de la découverte, Sreevani Jarugula :
« Nous avons détecté à la fois des molécules d’eau et de monoxyde de carbone dans la plus grande des deux galaxies. L’oxygène et le carbone, en particulier, sont des éléments de première génération et, sous les formes moléculaires du monoxyde de carbone et de l’eau, ils sont essentiels à la vie telle que nous la connaissons. Cette galaxie est la galaxie la plus massive actuellement connue à haut décalage spectral vers le rouge, c’est-à-dire à l’époque où l’Univers était encore très jeune. Elle contient plus de gaz et de poussière que les autres galaxies de l’Univers primitif, ce qui nous offre de nombreuses opportunités d’observer des molécules abondantes et de mieux comprendre comment ces éléments créateurs de vie ont eu un impact sur le développement de l’Univers primitif ».
L’astrophysicienne poursuit ses commentaires dans un communiqué du National Radio Astronomy Observatory ( Observatoire national de radioastronomie, un centre de recherche situé aux États-Unis) en expliquant que « cette étude fournit non seulement des réponses sur les lieux et les distances où de l’eau peut exister dans l’Univers, mais a également donné lieu à une grande question : comment tant de gaz et de poussière se sont-ils assemblés pour former des étoiles et des galaxies si tôt dans l’Univers ? La réponse nécessite une étude plus approfondie de ces galaxies formatrices d’étoiles et d’autres similaires pour mieux comprendre la formation et l’évolution des structures dans l’Univers primitif ».
Références
Molecular Line Observations in Two Dusty Star-Forming Galaxies at z = 6.9
Sreevani Jarugula, Joaquin D.Vieira, Axel Weiß, Justin S. Spilker, Manuel Aravena, Melanie Archipley, Matthieu Béthermin, …etc
SPT0311-58 is the most massive infrared luminous system discovered so far during the Epoch of Reionization (EoR). In this paper, we present a detailed analysis of the molecular interstellar medium at z = 6.9, through high-resolution observations of the CO(6-5), CO(7-6), CO(10-9), [CI](2-1), and p-H2O(211-202) lines and dust continuum emission with the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). The system consists of a pair of intensely star-forming gravitationally lensed galaxies (labelled West and East). The intrinsic far-infrared luminosity is (16 ± 4)×1012 L⊙ in West and (27 ± 4)×1011 L⊙ in East. We model the dust, CO, and [CI] using non-local thermodynamic equilibrium radiative transfer models and estimate the intrinsic gas mass to be (5.4 ± 3.4)×1011 M⊙ in West and (3.1 ± 2.7)×1010 M⊙ in East. We find that the CO spectral line energy distribution in West and East are typical of high-redshift sub-millimeter galaxies (SMGs). The CO-to-H2 conversion factor (αCO) and the gas depletion time scales estimated from the model are consistent with the high-redshift SMGs in the literature within the uncertainties. We find no evidence of evolution of depletion time with redshift in SMGs at z > 3. This is the most detailed study of molecular gas content of a galaxy in the EoR to-date, with the most distant detection of H2O in a galaxy without any evidence for active galactic nuclei in the literature.
| arXiv:2108.11319 [astro-ph.GA] | |
| (or arXiv:2108.11319v1 [astro-ph.GA] for this version) | |
| https://doi.org/10.48550/arXiv.2108.11319 | |
| Related DOI: | https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac21db |
Europe Solidaire 