Une étude, dont les résultats intitulés «Detection of an oxygen emission line from a high redshift galaxy in the reionization epoch» ont été publiés dans la revue Science et sont disponibles en pdf sur arxiv.org, a permis de détecter, grâce au réseau ALMA, de l'oxygène en émission au sein de la galaxie SXDF-NB1006-2, située à un redshift de 7.2 («ce qui signifie qu'elle nous apparaît telle qu'elle était 700 millions d'années seulement après le Big Bang»). Ainsi, SXDF-NB1006-2 devient «la galaxie la plus distante dans laquelle de l'oxygène a été détecté sans ambiguïté aucune, sans doute ionisé par l'intense rayonnement en provenance de jeunes étoiles géantes».

Rappelons tout d'abord, qu'avant «que les premières structures gravitationnelles n'apparaissent, l'Univers était constitué de gaz neutre». Ensuite, l'Univers s'est transformé radicalement dans son intégralité au cours d'une phase, dénommée 'réionisation cosmique', apparue «lorsque les premiers objets ont commencé à briller, quelques centaines de millions d'années après le Big Bang» et que leur intense rayonnement a rompu «la neutralité des atomes de ce gaz, en l'ionisant».

Alors que «le type d'objets responsables de la réionisation suscite aujourd'hui encore de nombreux débats», l'analyse «des conditions régnant au sein des galaxies les plus lointaines constitue une sérieuse piste de réflexion». C'est dans cet ordre d'idée que l'étude ici présentée a entrepris «la recherche d'éléments chimiques lourds» au sein de SXDF-NB1006-2. En effet, «la quête d'éléments lourds dans l'Univers jeune permet de déterminer le taux de formation stellaire» à la période de la réionisation cosmique et l'analyse de ces éléments nous renseigne «sur le processus de formation des galaxies ainsi que sur les causes de la réionisation cosmique».

Avant de débuter les observations de cette galaxie, des simulations numériques en vue «d'estimer la probabilité d'y observer de l'oxygène ionisé grâce à ALMA» ont été effectuées. En tenant en compte «des résultats d'observation de semblables galaxies situées à bien plus grande proximité de la Terre», il était alors apparu «que les raies d'émission de l'oxygène ionisé pourraient être détectables, même à si grande distance».

C'est sur la base de ces données, que les observations «d'une grande résolution» d'ALMA ont «détecté un rayonnement en provenance du gaz d'oxygène ionisé présent dans SXDF-NB1006-2»: cet oxygène «était dix fois moins abondant dans SXDF-NB1006-2 qu'il ne l'est dans le Soleil».

Les simulations avaient prédit exactement cette faible abondance, qui «s'explique par le fait que l'Univers était encore jeune à cette époque et que la formation stellaire n'en était qu'à ses balbutiements». Cependant, le constat de la très faible quantité de poussière riche en éléments lourds a été un résultat inattendu.

En conclusion, on peut dire que «la détection d'oxygène ionisé révèle que de nombreuses étoiles très brillantes, des dizaines de fois plus massives que le Soleil, sont nées au sein de cette galaxie et émettent un intense rayonnement ultraviolet, responsable de l'ionisation des atomes d'oxygène». En raison de «l'absence de poussière au sein de cette galaxie», ce rayonnement ultraviolet peut s'échapper librement et «ioniser de vastes quantités de gaz situé à l'extérieur de la galaxie»: de ce fait, SXDF-NB1006-2 est un exemple de sources lumineuses responsables de la réionisation cosmique.