Une équipe de chercheurs du Canada et de l'Inde utilisant le radiotélescope géant à ondes métriques (GMRT) a enregistré
L'hydrogène atomique émet des ondes radio d'une longueur d'onde de 21cm, qui peut être détecté à l'aide de radiotélescopes basse fréquence tels que le GMRT. Une telle émission radio constitue le signal le plus précis indiquant la présence de gaz atomique dans la galaxie. Cependant, ce signal radio est extrêmement faible et, par conséquent, la distance à laquelle l'émission de la raie de l'hydrogène peut être observée est limitée.
Images du signal atomique de l'hydrogène, spectreet une lentille gravitationnelle dans l'image de Hubble (à droite). Image : Chakraborty & Roy, GMRT/NCRA-TIFR (à gauche et au centre), ESA/NASA HST et eHST/STScI/CADC (à droite)
La galaxie la plus éloignée découverte jusqu'à présentutilisant un rayonnement de 21 cm, avait un redshift z = 0,376, ce qui correspond à environ 4,1 milliards d'années-lumière parcourues par les quanta de rayonnement électromagnétique.
En utilisant GMRT, les chercheurs ont trouvésignal radio de l'hydrogène atomique dans une galaxie lointaine avec décalage vers le rouge z = 1,29. Cela correspond à un âge de l'univers d'environ 4,9 milliards d'années, et le signal a parcouru un chemin de 8,8 milliards d'années.
En raison de l'énorme distance à la galaxie, la raie d'émission de 21 cm de long a été décalée vers le rouge à 48 cm au moment où le signal a voyagé de la source au télescope.
Arnab Chakraborty, astrophysicien et co-auteur de l'étude
Cette découverte a été rendue possible grâce àlentille gravitationnelle, notent les chercheurs. Pour rappel, il s’agit d’un phénomène dans lequel la lumière émise par une source est courbée en raison de la présence d’un autre corps massif, entraînant effectivement une « amplification » du signal. L’émission de la raie d’hydrogène dans l’étude a été amplifiée d’environ 30 fois.
Amplification du signal de la ligne 21 cm par une lentille gravitationnelle. Image : Swadha Pardesi
L'hydrogène atomique est le principal combustible nécessaire à la formation des étoiles dans la galaxie. L'observation de l'émission de la raie de 21 cm à différentes époques est donc importante pour comprendre l'évolution des galaxies.
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