Une étude, dont les résultats intitulés «Dust in the Reionization Era: ALMA Observations of a z =8.38 Gravitationally-Lensed Galaxy» sont publiés dans la revue The Astrophysical Journal Letters et disponibles en pdf, a permis de détecter, grâce au Vaste Réseau (Sub-)Millimétrique de l’Atacama (ALMA), une importante quantité de poussière d’étoiles au sein d’une galaxie qui nous apparaît telle qu’elle était lorsque l’Univers était encore jeune (4% de son âge actuel).

En effet, cette galaxie, référencée A2744_YD4, «nous apparaît telle qu’elle était lorsque l’Univers n’était âgé que de 600 millions d’années, époque à laquelle les premières étoiles et les premières galaxies se formèrent»: cette évaluation a été confirmée par «des observations de suivi effectuées au moyen de l’instrument X-shooter» installé sur le VLT, ce qui fait que cette galaxie «est la plus jeune et la plus lointaine détectée à ce jour par ALMA».

La détection de cette abondante poussière démontre «que les premières supernovae avaient déjà pollué cet environnement galactique». Cette poussière cosmique «est principalement composée de grains de silicium, de carbone et d’aluminium, dont le diamètre n’excède pas le millionième de centimètre». Alors qu'aujourd’hui, ces éléments sont partout présents, aux premiers instants de l’Univers, ils étaient rares, «la première génération d’étoiles n’ayant pas encore amorcé la phase explosive finale».

C'est un effet de lentille gravitationnelle qui a rendu possible ces observations: plus précisément, c'est la présence sur la ligne de visée «d’un amas de galaxies particulièrement massif catalogué Abell 2744» qui a permis de 'magnifier' «la galaxie A2744_YD4 située à une distance 1,8 fois supérieure».

Par ailleurs, une émission d’oxygène ionisé a été détectée au sein de la galaxie A2744_YD4, grâce à ALMA: il s’agit là «de la détection la plus lointaine, et donc la plus ancienne, d’oxygène dans l’Univers, qui supplante un autre résultat d’ALMA datant de 2016».

L'étude indique que la quantité de poussière contenue dans la galaxie A2744_YD4 «avoisinait les 6 millions de masses solaires» alors que «la masse stellaire totale de la galaxie (soit la somme des masses de l’ensemble des étoiles qu’elle renfermait) équivalait à 2 milliards de masses solaires». De plus, l'évaluation du taux de formation stellaire au sein de A2744_YD4 indique que «les étoiles naissaient au rythme annuel de 20 masses solaires (contre une masse solaire par an au sein de la Voie Lactée)».

Ce taux laisse penser que «la formation significative d’étoiles au sein de cette galaxie» a débuté «quelque 200 millions d’années avant l’époque à laquelle nous l’observons aujourd’hui». Cette étude ouvre ainsi une fenêtre sur la période 'd’allumage' des premières étoiles et galaxies.