Trois « monstres rouges » galactiques ont été découverts dans l’Univers primitif par une équipe internationale dirigée par l’UNIGE. Leurs mesures indiquent que la genèse des étoiles au début de l’Univers était beaucoup plus efficace que ce que les scientifiques pensaient. Les modèles existants de formation des galaxies doivent probablement être revus.
Essayez d’imaginer l’immense masse de notre Voie lactée : elle est composée de 200 à 400 milliards d’étoiles réparties sur un diamètre d’un peu plus de 100 000 années-lumière. Et il est ancien, puisqu’il a 13,6 milliards d’années.
La découverte surprenante de l’équipe d’astrophysiciens concerne trois galaxies présentes dans le premier milliard d’années après le Big Bang – un événement qui a eu lieu il y a 13,8 milliards d’années. Ceux qui ont été surnommés « monstres rouges » sont dix fois plus petits que notre galaxie tout en ayant une masse stellaire comparable à celle de la Voie Lactée actuelle !
Ils ont été repérés grâce au programme FRESCO du télescope spatial James Webb (JWST) : c’est leur forte teneur en poussières qui leur donne cette couleur éclatante distincte sur les images prises par le spectrographe NIRCam/grism.
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Des observations qui bousculent la théorie
Ces galaxies forment des étoiles presque deux fois plus efficacement que leurs homologues de masse inférieure et que les galaxies plus anciennes. De quoi remettre en question la théorie privilégiée par les scientifiques qui veut que les galaxies se forment progressivement : « Les vastes halos de matière noire captent le gaz – atomes et molécules – pour réaliser des structures liées par gravitation. En règle générale, seulement 20% de ce gaz est transformé en étoiles dans les galaxies», explique l’Université de Genève dans un communiqué.
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Les scientifiques découvrent de plus en plus de galaxies massives dans l’Univers primitif. Trop par rapport aux prédictions. «On en découvre quelques un milliard d’années après le Big Bang, mais aussi des années très lumineuses et massives dans l’Univers encore plus lointain», remarque Pascal Oesch, professeur associé au Département d’astronomie de la Faculté des sciences de l’UNIGE, chercheur principal de le programme d’observation. “En général, les galaxies s’étendent plus vite qu’on ne le pensait”, explique-t-il à RTSinfo.
La raison de ce phénomène n’est pas encore connue : « La théorie la plus simple pour l’expliquer est que le gaz était plus dense dans l’Univers ancien et que les étoiles se formaient plus rapidement. Nous devrons modifier les ingrédients de nos simulations pour modéliser plus efficacement la formation des étoiles et la comprendre », ajoute-t-il.
Nouvelles mesures
Désormais, l’astrophysicien et son équipe observeront à nouveau les trois monstres rouges pour mesurer indépendamment leur masse avec le NIRspec, un spectrographe JWST : « Avec ses spectres détaillés, il permettra d’estimer la masse grâce à la gravitation ». Et Pascal Oesch se réjouit : « Nous pourrons également trouver davantage de galaxies de ce type avec le télescope Euclide et ainsi tester de nouvelles hypothèses. »
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Observations futures du JWST et du Large Millimeter Array d’Atacama (ALMA) permettra également d’en apprendre davantage sur ces galaxies ultra-massives. L’étude a été publié mercredi dans Nature.
Stéphanie Jaquet
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