Les chercheurs prévoient d’utiliser l’orbite statique de la Lune pour étudier les « âges sombres » de l’univers. Leur petit satellite recherchera d’anciens signaux d’hydrogène et des indices cosmiques. Les astronomes espèrent révéler des informations sur « l’aube cosmique » en déployant un petit vaisseau spatial conçu pour orbiter autour de la face cachée de la Lune pour détecter les « chuchotements anciens » venant de l’espace.

Rendu artistique du détecteur Cosmic Cube dirigé par les Britanniques. La sonde orbitera autour de la face cachée de la Lune et écoutera les « murmures anciens » de l’univers primitif. Crédit image : Nicolo Bernardini (SSTL Ltd) et Kaan Artuc (Université de Cambridge)

Le but de cette mission est d’explorer les premiers jours de l’univers peu après le Big Bang, lorsque l’espace était sombre et dépourvu d’étoiles et de galaxies.

Cependant, l’exploration de cet « âge des ténèbres » cosmique nécessite un environnement exempt de distractions. La Terre regorge de perturbations atmosphériques et de bruit électronique, ce qui pose un énorme défi pour capter des signaux radio aussi faibles.

Un modèle du Cosmic CubeSat subit des tests sous vide thermique dans les installations du Royal Aeronautics and Space Laboratory (RAL Space). Crédit image : Dr Will Granger, Royal Aerospace Laboratory

Le Dr Eloy de Leila Acedo, qui a fait cette suggestion lors de la réunion nationale d'astronomie de la Royal Astronomical Society en 2025 à Durham, a déclaré : "Ce serait comme essayer d'entendre un murmure lors d'un concert bruyant à côté."

Cela rend très difficile la réception de signaux faibles provenant d’il y a des milliards d’années. Afin de détecter le signal radio spécial de l’hydrogène, l’élément chimique le plus ancien, le plus basique et le plus abondant du premier univers, nous avons besoin qu’il soit silencieux. "C'est pourquoi nous proposons de lancer un petit satellite en orbite autour de la Lune et de détecter des signaux qui pourraient fournir des indices sur la façon dont tout a commencé et comment des structures telles que les galaxies se sont finalement formées."

La mission CosmoCube, dirigée par les Britanniques, vise à opérer depuis la face cachée de la Lune, où le corps lunaire agira comme une barrière massive contre les interférences radio provenant de la Terre.

Situé dans cette région calme, le vaisseau spatial sera capable d'« écouter » des « murmures anciens » et de collecter des données précieuses sur l'âge des ténèbres de l'univers et l'aube cosmique – des époques qui restent largement inconnues dans la cosmologie moderne.

Une représentation de l’âge des ténèbres de l’univers, après le Big Bang et avant la formation des premières étoiles et galaxies. Source de l'image : Université du Colorado à Boulder

de Lera Acedo, responsable de la radioastronomie et de la cosmologie à Cavendish de l'Université de Cambridge, a déclaré : « Ce faisant, CosmoCube vise à nous aider à mieux comprendre comment notre univers est passé d'un état simple et sombre à l'univers complexe et rempli de lumière que nous voyons aujourd'hui, qui contient toutes les étoiles et galaxies.

CosmoCube comportera un radiomètre radio de faible puissance finement calibré, monté sur une plate-forme satellite abordable conçue pour orbiter autour de la Lune. L'instrument fonctionne à une fréquence inférieure (10-100 MHz) et est spécialement conçu pour détecter les signaux radio extrêmement faibles cachés dans le bruit de fond.

L'un des objectifs de la mission est d'étudier la tension de Hubble, l'incohérence persistante entre le taux d'expansion de l'univers mesuré depuis l'univers primitif et celui déduit des observations locales récentes.

De plus, les données collectées pourraient apporter un nouvel éclairage sur les interactions matière noire-baryon (interactions non gravitationnelles entre la matière noire et la matière ordinaire) et approfondir notre compréhension de la physique de l’univers primitif.

Ce soi-disant « âge sombre » est l’une des dernières frontières inexplorées de la cosmologie observationnelle. La période précédant la naissance des étoiles fournit un aperçu original de la formation de la structure cosmique, de la nature de la matière noire et de l’évolution de l’univers primitif.

"Ces ondes radio parcourent des distances incroyables et transportent désormais également des informations sur l'histoire de l'univers", a déclaré le professeur David Bacon, chercheur au CosmoCube, de l'Université de Portsmouth. "La prochaine étape consiste à aller sur la face la plus calme de la Lune et à recevoir le message."

Le Cosmo Cube est soutenu par le programme bilatéral scientifique de l'Agence spatiale britannique et est développé par un consortium international dirigé par le Royaume-Uni avec des chercheurs des universités de Cambridge, Portsmouth et STFC RAL Space.

Le développement des instruments est en bonne voie, avec des prototypes fonctionnels en laboratoire et des tests environnementaux en cours, ainsi qu'une collaboration clé avec des partenaires industriels tels que SSTL Ltd pour développer des plates-formes spatiales et des concepts de mission.

L'équipe du projet prévoit une feuille de route de lancement sur quatre à cinq ans, avec pour objectif d'atteindre l'orbite lunaire d'ici 2020.

Compilé à partir de / scitechdaily