Les astronomes viennent de découvrir une « fabrique d’étoiles » particulièrement active. Dans une lointaine galaxie, la formation d’étoiles se produit à un rythme 100 à 200 fois plus élevé comparé à celui de notre Voie Lactée. Cet élément pourrait offrir des réponses sur la vitesse de croissance des galaxes dans l’univers primordial.
La galaxie concernée, désignée sous le nom de MACS0416_Y1 (ou simplement Y1), se situe à un décalage rouge d’environ 8,3. Cela signifie que nous observons sa lumière telle qu’elle était il y a plus de 13 milliards d’années.
Une galaxie « brûlante ». Grâce au radiotélescope Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), composé de 66 antennes installées dans les Andes chiliennes, l’équipe dirigée par Tom Bakx de l’Université de Chalmers, en Suède, a mesuré la température de la poussière cosmique dans la galaxie, révélant qu’elle est « surchauffée » par rapport à d’autres galaxies similaires.
La galaxie Y1 et ses alentours vus par le télescope spatial NIRCAM du télescope spatial James Webb et par ALMA.
© NASA, ESA, CSA (JWST), T. Bakx/ALMA (ESO/NRAO/NAOJ)
Un laboratoire cosmique. Le rapport indique que la température de la poussière atteint environ 90 K (-180 °C), une chaleur tout sauf insignifiante dans le contexte cosmique, et sensiblement plus élevée que celle des galaxies précédemment observées. Cette découverte est précieuse, car les conditions environnementales ayant présidé à la formation des premières générations d’étoiles étaient très différentes de celles que nous connaissons aujourd’hui dans l’univers local. Cela fait de MACS0416_Y1 un « laboratoire » unique pour étudier ces moments cosmiques initiaux.
Une nursery très active. Selon les données, Y1 produit des étoiles à un rythme estimé à plus de 180 masses solaires par an, la plaçant parmi les plus puissantes usines d’étoiles jamais observées. En comparaison, notre galaxie, la Voie Lactée, ne génère qu’environ 1 masse solaire par an. L’équipe de recherche suspecte que de tels épisodes de forte formation stellaire ont pu être beaucoup plus fréquents dans les premières centaines de millions d’années suivant le Big Bang. De plus, la masse de poussière dans Y1 atteint plusieurs millions de masses solaires, un chiffre étonnamment élevé pour une galaxie aussi jeune.
Un regard sur l’univers primordial. L’équipe dirigée par Yoichi Tamura de l’Université de Nagoya propose que Y1 ait déjà connu une « génération stellaire antérieure » peu visible, responsable de la création de la poussière observée. En d’autres termes, pour expliquer la quantité de poussière et de métaux, il doit y avoir eu une intense activité stellaire avant l’épisode actuel.
Les observations réalisées avec ALMA ont confirmé que Y1 ne fait pas partie des objets ordinaires, mais appartient à une classe de galaxies extrêmement actives, caractéristiques des galaxies de première génération dans l’univers. Bakx déclare : « Nous regardons en arrière vers une époque où l’univers produisait des étoiles beaucoup plus rapidement qu’aujourd’hui ».
Autres implications. Cette découverte, au-delà de répondre à la singularité de cet objet, pourrait avoir des implications plus larges. Si des galaxies comme Y1 étaient relativement communes dans l’univers primordial, elles pourraient expliquer la croissance rapide des galaxies observées à des décalages rouges élevés, contribuant ainsi à résoudre le problème de « l’excès de poussière » que les modèles standard ne peuvent expliquer. Une petite quantité de poussière chaude peut effectivement être aussi lumineuse que de grandes quantités de poussière froide, modifiant notre compréhension de la formation stellaire et de l’évolution chimique dans les galaxies anciennes.
Points à retenir
- La galaxie Y1 se forme des étoiles à un rythme étonnant de 180 masses solaires par an.
- La température de sa poussière est anormalement élevée, atteignant environ 90 K.
- Y1 agit comme un laboratoire cosmique, offrant un aperçu de l’univers primitif.
- Cette étude remet en question les modèles standards de l’évolution galactique.
- Des mécanismes de formation d’étoiles antérieurs pourraient expliquer les caractéristiques de Y1.
En tant qu’observateur de l’univers, je ne peux m’empêcher de me demander comment ces découvertes façonnent notre compréhension de la formation des galaxies et de leur évolution. Y1, avec son histoire complexe, nous invite à repenser nos connaissances sur l’univers primitif. Chaque nouvelle étude ne fait que renforcer ma passion pour l’astronomie, révélant des mystères que nous n’avons pas encore découverts et nous poussant à explorer plus loin l’immensité de notre cosmos.