Les astronomes ont regardé dans le temps pour trouver ce qui ressemble à une population de galaxies « cachées » qui pourraient contenir la clé pour débloquer certains des secrets de l'univers. Si leur existence est confirmée, elle «briserait efficacement les modèles actuels de nombres de galaxies et d'évolution». Les galaxies possibles peuvent également fournir la pièce manquante du puzzle pour la production d'énergie dans l'univers sous la lumière infrarouge.
En effet, leur lumière combinée serait suffisante pour compléter le budget énergétique de l'univers au maximum que nous observons, représentant efficacement toutes les émissions d'énergie restantes à ces longues longueurs d'onde.
Des preuves possibles de l'existence des Galaxies ont été détectées sur l'image la plus profonde de l'univers à de longues longueurs d'onde infrarouge lointaines, qui comprend près de 2 000 galaxies lointaines et a été créée par une équipe de chercheurs dirigée par STFC Ral Space et Imperial College London.
Le Dr Chris Pearson, de STFC Ral Space, est auteur principal de l'un des deux articles publiés dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
Il a déclaré: « Ce travail a poussé la science avec Herschel à sa limite absolue, en sondant bien en dessous de ce que nous pouvons normalement voir de manière discernable et potentiellement révélant une toute nouvelle population de galaxies qui contribuent à la plus faible lumière que nous puissions observer dans l'univers. »
L'équipe derrière la recherche a créé sa vue profonde de l'univers en empilant 141 images les unes sur les autres en utilisant les données de l'instrument Spire sur l'Observatoire spatial Herschel, une mission de l'Agence spatiale européenne qui s'est déroulée de 2009 à 2013.
Le champ sombre des épices Herschel qui en résulte est l'image la plus profonde de tous les temps du ciel lointain – cinq fois plus profondément que la précédente observation de Herschel la plus profonde et au moins deux fois plus profonde que n'importe quelle autre zone du ciel observée par le télescope.
Placer les images les uns sur les autres a permis aux astronomes de voir les galaxies les plus poussiéreuses, où la plupart des nouvelles étoiles se forment dans le cosmos.
Cela leur a également permis de suivre comment le nombre de galaxies change avec la luminosité et de mesurer la contribution que chacune apporte au budget énergétique total de l'univers.
Cependant, l'image était si profonde et détectée tant de galaxies que les objets individuels ont commencé à fusionner et à se distinguer les uns des autres.
Cela a rendu l'extraction d'informations difficiles, selon Thomas Varnish, un doctorat. Étudiant au Massachusetts Institute of Technology (MIT) et auteur principal du deuxième article.
« Nous avons utilisé des techniques statistiques pour contourner ce surpeuplement, analysant les parties les plus floues de l'image pour sonder et modéliser la distribution sous-jacente de galaxies non discernables individuellement à l'image originale », a déclaré M. Varnish, qui a effectué la plupart de ses recherches en tant que stagiaire d'été à l'Imperial College et à Ral Space.
«Ce que nous avons trouvé était une preuve possible d'une toute nouvelle population de galaxies faibles non découvertes cachées dans le flou de l'image, trop faibles pour être détectées par des méthodes conventionnelles dans l'analyse originale.
« S'il est confirmé, cette nouvelle population briserait efficacement tous nos modèles actuels de nombres de galaxies et d'évolution. »
Les chercheurs espèrent maintenant confirmer l'existence du nouveau groupe potentiel de galaxies à l'aide de télescopes à d'autres longueurs d'onde.
Leur objectif est de déchiffrer la nature de ces objets faibles et poussiéreux et leur importance dans le grand schéma de l'évolution de notre univers.
Le Dr Pearson a déclaré: « Lorsque nous regardons la lumière des étoiles à travers des télescopes normaux, nous ne pouvons lire que la moitié de l'histoire de notre univers; l'autre moitié est cachée, obscurcie par la poussière intermédiaire.
« En fait, environ la moitié de la production d'énergie de l'univers provient de la lumière des étoiles qui a été absorbée par la poussière et réémitée comme un rayonnement infrarouge plus frais. Pour bien comprendre l'évolution de notre univers, nous devons observer le ciel dans la lumière infrarouge à longueur d'onde optique et à longue longueur d'onde. »
L'Observatoire de l'espace Herschel a été chargé d'observer l'univers dans l'infrarouge, son instrument Spire couvrant les plus longues longueurs d'onde.
Comme tout instrument scientifique dans l'espace, l'instrument Spire a également nécessité des observations régulières pour l'étalonnage et a régulièrement regardé une seule parcelle de « ciel sombre '' environ, pendant la durée de sa mission de quatre ans.
Herschel a détenu le record du plus grand télescope spatial infrarouge jamais réalisé, jusqu'à ce qu'il soit éclipsé par le télescope spatial James Webb en 2021.
L'astrophysique de l'Imperial College London, le Dr David Clements, qui a également été impliqué dans la recherche, a ajouté: « Ces résultats montrent à quel point les archives Herschel sont précieuses.
«Nous obtenons toujours de nouveaux résultats plus de 10 ans après que le satellite ait cessé de fonctionner.
« Ce que nous ne pouvons pas obtenir, cependant, ce sont plus de données à ces longueurs d'onde pour suivre ces nouveaux résultats fascinants. Pour cela, nous avons besoin de la prochaine génération de mission, Prima, actuellement proposée à la NASA. »
La Mission Far-infrarouge pour l'astrophysique (PRIMA) est soutenue par un consortium britannique, notamment Ral Space, l'Université de Sussex, l'Imperial College London et l'Université Cardiff.
Cela impliquerait l'utilisation d'un télescope de 1,8 mètre optimisé pour l'imagerie et la spectroscopie éloignées, combler l'écart entre les observatoires existants tels que le télescope spatial James Webb et les radiotélescopes.
Prima est l'une des deux propositions présélectionnées pour la mission d'enquête suivante de 1 milliard de dollars (772 millions de livres sterling) de la NASA. L'agence spatiale américaine confirmera sa dernière sélection de mission en 2026.
