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Des astronomes ont capturé la toute première image de la galaxie à haut taux de formation stellaire la plus éloignée jamais observée par un télescope. Et il ne faut pas s’arrêter au record que cela représente : la quantité d’informations qu’une telle galaxie peut fournir concernant les débuts de l’Univers et son évolution est un véritable cadeau pour les chercheurs.

Cette galaxie, connue sous le nom de MAMBO-9, a été observée à l’aide du réseau Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) au Chili. Les chercheurs pensent avoir un aperçu de ce à quoi la galaxie ressemblait quelque 970 millions d’années après le Big Bang, ce qui signifie qu’elle existe depuis les tous premiers jours de l’univers.

À présent, des observations récentes démontrent que la galaxie MAMBO-9 contient des quantités massives de gaz et de poussière, suggérant qu’il s’agit d’une véritable pépinière stellaire géante. En effet, une galaxie de cette taille peut atteindre des taux élevés de formation d’étoiles, produisant quelques milliers de fois la masse du soleil chaque année. En comparaison, notre propre galaxie possède un taux de formation annuel équivalent à trois masses solaires.

Selon les chercheurs, et au vu de ce taux extrême de formation d’étoiles, des galaxies comme MAMBO-9 auraient influencé l’évolution même de l’Univers.

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Vue d’artiste de MAMBO-9, montrant une galaxie très poussiéreuse et constituée de deux objets galactiques distincts, ce qui suggère qu’elle fusionne avec une autre galaxie. Crédits : NRAO/AUI/NSF/B. Saxton

Bien qu’il soit tout à fait normal pour une galaxie d’être composée de milliards d’étoiles qui brillent à travers l’univers, le gaz et la poussière environnants peuvent masquer cette lumière (pour des observateurs lointains).

Tandis que les astronomes ont détecté la lumière des étoiles de la galaxie MAMBO-9 il y a une décennie, les télescopes de l’époque n’étaient pas suffisamment avancés (et sensibles) pour mesurer la distance exacte de cette galaxie. « Ces galaxies ont tendance à être difficiles à observer. Nous savons qu’elles existent, mais elles ne sont pas faciles à trouver, car leur lumière stellaire est cachée derrière des nuages de poussière », a déclaré Caitlin Casey, auteur principal de l’étude et astronome à l’Université du Texas, à Austin.

Cependant, ALMA observe les longueurs d’onde radio, ce qui signifie qu’il peut détecter des objets qui sont autrement difficiles à observer dans les longueurs d’onde visibles, telles que les galaxies formant des étoiles, qui sont généralement masquées par d’imposants nuages de poussière. ALMA peut également observer certaines des galaxies les plus éloignées et les plus anciennes de l’Univers.

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C’est donc l’utilisation d’ALMA qui a permis aux chercheurs d’observer la galaxie MAMBO-9 et de conclure qu’il s’agit de la galaxie à haut taux de formation stellaire la plus éloignée et la plus poussiéreuse jamais observée sans l’aide d’une lentille gravitationnelle. (Un phénomène qui se produit lorsqu’une galaxie éloignée est déformée par les effets gravitationnels d’une galaxie de premier plan plus proche. Cette galaxie agit alors comme une lentille et rend la source distante plus lumineuse/visible, rendant l’observation avec un télescope plus facile).

Les observations d’ALMA ont également révélé un deuxième composant du système, ce qui suggère que la galaxie fusionne avec une autre, selon le communiqué.

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Image radio de MAMBO-9 obtenue avec ALMA, montrant la fusion des deux parties de la galaxies. Crédits : ALMA/ESO/NAOJ/NRAO/C.M.Casey et al/AUI/NSF/B. Saxton

Une masse impressionnante

Les astronomes ont également pu mesurer la masse de la galaxie : « La masse totale de gaz et de poussière dans la galaxie est énorme ; 10 fois plus que toutes les étoiles de la Voie lactée. Cela signifie que la galaxie n’a pas encore construit la plupart de ses étoiles », a déclaré Casey.

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À présent, les chercheurs ont déclaré qu’ils espéraient utiliser ALMA pour découvrir d’autres galaxies éloignées et poussiéreuses, de même type, et qui pourraient fournir davantage d’indices sur l’histoire de l’Univers.

« La poussière est généralement un sous-produit des étoiles mourantes. Nous nous attendons donc à 100 fois plus d’étoiles que de poussière. Mais la galaxie MAMBO-9 n’a pas encore produit autant d’étoiles, et nous voulons savoir comment la poussière peut se former si rapidement après le Big Bang », a déclaré Casey.

Pouvoir observer plus de galaxies similaires à MAMBO-9 aidera les scientifiques à expliquer à quel point ces galaxies massives sont communes, comment elles se sont formées au début de l’univers et pourquoi elles sont si poussiéreuses.

VIDÉO : ALMA, une véritable machine à remonter le temps

La lumière provenant de la galaxie MAMBO-9 a parcouru environ 13 milliards d’années-lumière pour atteindre les antennes d’ALMA. Cela signifie que nous pouvons voir à quoi ressemblait cette galaxie dans le passé, il y a 13 milliards d’années, lorsque l’univers était encore jeune. Cette vidéo (en anglais) vous propose de découvrir le fonctionnement du réseau ALMA, une véritable machine à voyager dans le temps.

Source : The Astrophysical Journal

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