Une des premières Galaxies a été découverte dans l’Univers lointain

  Les astronomes ont fait une découverte incroyable d’une galaxie dont on pense qu’elle provient de l’aube du cosmos, alors que l’univers n’avait que 2 % de son âge...
 

Les astronomes ont fait une découverte incroyable d’une galaxie dont on pense qu’elle provient de l’aube du cosmos, alors que l’univers n’avait que 2 % de son âge actuel.

La découverte, publiée dans Nature, a été menée par Takuya Hashimoto de l’Université Sangyo d’Osaka au Japon. L’équipe a utilisé l’Atacama Large Millimeter Array (ALMA) et le Very Large Telescope (VLT), tous deux au Chili, pour étudier cette galaxie lointaine appelée MACS1149-JD1, repérée pour la première fois en 2012.

La galaxie est vue aujourd’hui à une distance de 13,28 milliards d’années-lumière comme elle l’était 500 millions d’années après le Big Bang. Mais l’équipe a détecté une signature d’oxygène dans la galaxie, la détection la plus éloignée jamais vue, ce qui signifie qu’elle a dû former des étoiles plus tôt.

La galaxie était déjà en train de former des étoiles 250 millions d’années après le Big Bang », a déclaré Nicolas Laporte de l’University College London, l’un des co-auteurs de l’étude, à l’IFLScience. Grâce à l’oxygène, nous pouvons regarder l’histoire de la formation des étoiles dans cette galaxie.

 

La signature de l'oxygène de la galaxie est montrée ici en rouge. ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA/ESA Hubble Space Telescope, W. Zheng (JHU), M. Postman (STScI), l'équipe CLASH, Hashimoto et al.

 

MACS1149-JD1 est petit, contenant environ 1 milliard d’étoiles par rapport à la centaine de milliards dans la Voie Lactée. On pense que sa taille est similaire à celle des galaxies naines du Nuage de Magellan qui orbitent autour de notre galaxie.

Les premières étoiles étaient composées d’hydrogène et d’hélium, produisant des éléments plus lourds comme l’oxygène par fusion dans leurs noyaux, et les libérant quand ils sont devenus supernova. Ainsi, la détection de l’oxygène dans la galaxie – faite à l’aide d’ALMA – a permis aux chercheurs de dater le processus de formation des étoiles, la galaxie ayant déjà une population d’étoiles matures.

En utilisant les données infrarouges des télescopes Hubble et Spitzer, ils ont noté que la luminosité de la galaxie correspond aujourd’hui à un modèle où elle a commencé à former des étoiles il y a 250 millions d’années. Cela en ferait l’une des premières galaxies du cosmos.

 

J’ai été ravi de voir le signal de l’oxygène lointain dans les données de l’ALMA, a déclaré M. Hashimoto dans un communiqué. Cette détection repousse les frontières de l’univers observable.

En utilisant le VLT, l’équipe a également été en mesure de détecter un signal plus faible d’hydrogène provenant de la galaxie. Ces deux mesures leur ont permis de mesurer la distance de 13,28 milliards d’années-lumière, ce qui en fait la galaxie la plus éloignée avec une mesure de distance précise.

Notez que ce ne sont pas les premières étoiles de l’univers. En fait, en février de cette année, nous avons repéré un signal d’hydrogène provenant d’étoiles datant de 180 millions d’années seulement après le Big Bang. Cependant, il repousse dramatiquement notre compréhension des premières galaxies.

L’équipe pense que la galaxie passe par un taux élevé de formation d’étoiles, produisant environ cinq étoiles chaque année, contre une seule dans la Voie lactée. Cependant, il y a quelque chose d’assez inhabituel à ce sujet, car ils pensent que la galaxie était plus brillante dans le passé ; normalement, les galaxies devraient s’obscurcir.

Les premières galaxies ionisaient le gaz entre les étoiles, connu sous le nom d'Epoque de la Réionisation ou Aurore Cosmique. NRAO/AUI/NSF ; S. Dagnello

 

D’après l’histoire de la formation des étoiles, nous pouvons voir que cet objet était plus brillant dans le passé, a dit M. Laporte. Nous savons que les premières galaxies se sont fusionnées, donc il y a une possibilité que nous puissions trouver plus d’objets brillants dans le passé.

Et c’est très important parce que cela signifie que les futurs télescopes comme le télescope spatial James Webb (JWST) pourraient trouver d’autres galaxies comme celle-ci, car si elles étaient plus brillantes dans leur jeunesse, alors à plus grande distance d’observation, plus près du Big Bang, il pourrait être possible de les repérer.

Ensuite, l’équipe espère travailler avec le possible trou noir supermassif au centre de cette galaxie, comme nous le voyons dans les galaxies plus modernes. Pour l’instant, cependant, il nous donne un aperçu fascinant de la façon dont notre univers a commencé à prendre forme.

Avec ces nouvelles observations de MACS1149-JD1, nous nous rapprochons de la naissance de la lumière des étoiles. Richard Ellis, également de l’UCL et co-auteur du document, a déclaré. Puisque nous sommes tous faits de matériaux stellaires transformés, c’est vraiment trouver nos propres origines.

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