Une étude, dont les résultats intitulés «The onset of star formation 250 million years after the Big Bang» sont publiés dans la revue Nature et sont disponibles en pdf, a permis, grâce à des observations effectuées au moyen du réseau ALMA et du VLT de l’ESO, de dater de 250 millions d’années seulement après le Big Bang le début de la formation d’étoiles au sein de la très lointaine galaxie MACS1149-JD1, ce qui correspond à une époque bien plus reculée que ce que l’on supposait. Cette découverte s’accompagne, en outre, «de la détection la plus distante d’oxygène dans l’Univers et de la galaxie la plus lointaine observée à ce jour par ALMA ou le VLT».

Plus précisément, au sein de MACS1149-JD1, a été «détecté une très faible lueur émise par de l’oxygène ionisé». Du fait que «lorsque cette lumière infrarouge a traversé l’espace séparant la galaxie source de la Terre, sa longueur d’onde initiale s’est étendue d’un facteur dix sous l’effet de l’expansion de l’Univers», l'étude en conclut «que le signal avait été émis quelque 13,3 milliards d’années auparavant (soit 500 millions d’années après le Big Bang) par l’oxygène le plus distant détecté à ce jour par un télescope». De plus, cette présence d’oxygène «atteste de l’existence de générations stellaires antérieures dans cette galaxie».

Comme «outre la lueur émise par l’oxygène et capturée par ALMA, une faible raie en émission de l’hydrogène a été détectée par le Very Large Telescope (VLT) de l’ESO», ces deux observations «ont conduit à une même détermination de la distance séparant la Terre de la galaxie en question». Il en résulte que MACS1149-JD1 constitue «la galaxie la plus lointaine dont la distance est connue avec précision et la galaxie la plus lointaine observée à ce jour au moyen d’ALMA ou du VLT».

Soulignons ici que «peu après le Big Bang, l’Univers demeurait totalement dépourvu d’oxygène», la création de cet élément résultant «de la survenue de processus de fusion au sein des premières étoiles avant qu’il ne soit dispersé par des explosions d’étoiles massives». Il découle donc de la détection d’oxygène au sein de MACS1149-JD1 «que les générations stellaires antérieures s’étaient déjà formées et avaient déjà libéré l’oxygène 500 millions d’années après la naissance de l’Univers».

Pour dater cette première génération d’étoiles, l’histoire antérieure de MACS1149-JD1 a été reconstituée «au moyen de données acquises par le Télescope Spatial Hubble du consortium NASA/ESA et par le Télescope Spatial Spitzer de la NASA». Ensuite, ces données ont «été insérées dans un modèle numérique» qui a fixé «le début de la formation des étoiles à quelque 250 millions d’années après le Big Bang».

Au bout du compte, «l’établissement de l’âge de MACS1149-JD1» prouve «que les galaxies existaient antérieurement à celles que nous détectons actuellement au moyen de la méthode directe».