Les scientifiques ont découvert des détails importants sur la formation précoce des galaxies en étudiant l’une des plus anciennes galaxies spirales connues. Leurs découvertes, qui incluent des modèles d’ondes sismiques et une structure de barres distincte dans la galaxie, révèlent les processus dynamiques de formation d’étoiles dans l’univers primitif. Crédit : Issues.fr.com
La recherche sur une ancienne galaxie spirale révèle des informations cruciales sur la formation précoce des galaxies, mettant en évidence la formation rapide d’étoiles et des caractéristiques structurelles uniques par rapport aux galaxies contemporaines.
Un nouvel instantané d’une galaxie ancienne et lointaine pourrait aider les scientifiques à comprendre comment elle s’est formée et les origines de la nôtre voie Lactée.
Vieille de plus de 12 milliards d’années, BRI 1335-0417 est la galaxie spirale la plus ancienne et la plus éloignée connue de l’Univers.
L’auteur principal, le Dr Takafumi Tsukui, a déclaré qu’un télescope de pointe appelé ALMA leur a permis d’observer cette ancienne galaxie de manière beaucoup plus détaillée.
« Plus précisément, nous nous intéressions à la manière dont le gaz se déplaçait dans et à travers la galaxie », a déclaré le Dr Tsukui.
« Le gaz est un ingrédient clé pour la formation des étoiles et peut nous donner des indices importants sur la manière dont une galaxie alimente réellement sa formation d’étoiles. »
Illustration d’un disque galactique perturbé. Crédit : Jonathan Bland-Hawthorn et Thorsten Tepper-Garcia/Université de Sydney
Dévoilement du mouvement et de la structure galactiques
Dans ce cas, les chercheurs ont pu non seulement capturer le mouvement du gaz autour de BRI 1335-0417, mais également révéler la formation d’une onde sismique – une première dans ce type de galaxie primitive.
Le disque de la galaxie, une masse aplatie d’étoiles en rotation, de gaz et de poussière, se déplace d’une manière qui n’est pas sans rappeler les ondulations qui se propagent sur un étang après qu’une pierre y ait été jetée.
Ces nouvelles données signifient que nous en savons désormais davantage sur la formation de la galaxie.
« Le mouvement d’oscillation verticale du disque est dû à une source externe, soit à partir d’un nouveau gaz entrant dans la galaxie, soit en entrant en contact avec d’autres galaxies plus petites », a déclaré le Dr Tsukui.
« Les deux possibilités bombarderaient la galaxie avec un nouveau carburant pour la formation d’étoiles.
« De plus, notre étude a révélé une structure en forme de barre dans le disque. Les barres galactiques peuvent perturber le gaz et le transporter vers le centre de la galaxie. Le bar découvert dans BRI 1335-0417 est la structure connue de ce type la plus éloignée.
« Ensemble, ces résultats montrent la croissance dynamique d’une jeune galaxie. »
Simulation montrant la formation d’une galaxie spirale. Crédit : Takaaki Takeda, Sorahiko Nukatani, Takayuki R. Saitoh, projet 4D2U, Observatoire astronomique national du Japon (NAOJ)
Un aperçu du passé
Parce que BRI 1335-0417 est si loin, sa lumière met plus de temps à atteindre la Terre. Les images vues aujourd’hui à travers un télescope sont un retour aux débuts de la galaxie, lorsque l’Univers n’avait que 10 % de son âge actuel.
« Il a été constaté que les premières galaxies formaient des étoiles à un rythme beaucoup plus rapide que les galaxies modernes. Cela est vrai pour BRI 1335-0417, qui, bien qu’ayant une masse similaire à celle de notre Voie lactée, forme des étoiles à un rythme quelques centaines de fois plus rapide », a déclaré la professeure agrégée co-auteure Emily Wisnioski.
« Nous voulions comprendre comment le gaz est fourni pour suivre ce rythme rapide de formation d’étoiles.
Le rôle des structures en spirale
« Les structures en spirale sont rares dans l’Univers primitif, et la manière exacte dont elles se forment reste également inconnue. Cette étude nous donne également des informations cruciales sur les scénarios les plus probables.
« Bien qu’il soit impossible d’observer directement l’évolution de la galaxie, puisque nos observations ne nous donnent qu’un instantané, les simulations informatiques peuvent aider à reconstituer l’histoire. »
L’étude a été publiée dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
L’observatoire ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), qui fait partie de l’Observatoire européen austral (ESO), est composé de 66 antennes qui observent une seule galaxie à l’unisson. Les données de chaque antenne sont combinées pour créer une image unique de la galaxie à l’aide d’un superordinateur. Cet observatoire a joué un rôle central dans l’étude.
