Pourquoi la découverte d’une galaxie « monstrueuse » dans l’univers jeune étonne les astrophysiciens

Une galaxie massive que les scientifiques ne s’attendaient pas à découvrir vient pourtant d’être détectée dans l’univers primordial. Une équipe de scientifiques a relaté sa découverte dans la revue The Astrophysical Journal le 22 octobre 2019. Une prépublication du texte est consultable en entier ici.

Le signal de cette galaxie a mis 12,5 milliards d’années pour arriver jusqu’à la Terre, indique l’Université de l’Arizona dans un communiqué présentant l’étude. Grâce à lui, les scientifiques peuvent en apprendre davantage sur l’univers alors qu’il était encore jeune. Pour rappel, les astronomes estiment que le Big Bang s’est produit il y a un peu plus de 13 milliards et demi d’années.

Pourquoi est-elle invisible ?

Il est étonnant d’avoir pu détecter cette galaxie car elle est invisible. Le signal détecté provient certainement de particules de poussières, chauffées alors que des étoiles sont en train de se former. Ces poussières, agglomérées en nuage, masquent la luminosité de ces étoiles, rendant la galaxie invisible. Les auteurs notent qu’il s’agit probablement d’une galaxie à noyau actif. Elle est même qualifiée de « monstrueuse » par les scientifiques car elle possède autant d’étoiles que la Voie lactée, tout en étant « débordante d’activité ». Elle forme « de nouvelles étoiles à un taux de 100 fois celui de notre propre galaxie », commente Ivo Labbe, professeur à la Swinburne University of Technology et co-auteur de l’étude, cité dans le communiqué.

« La contribution totale de la formation d’étoiles masquée par la poussière, et par conséquent le recensement de la formation d’étoiles dans l’univers primordial, est inconnue », écrivent les scientifiques dans cette étude. Jusqu’à présent, la présence de telles galaxies n’avait pas été confirmée dans l’univers primordial. L’identification de ce spécimen est l’occasion d’en savoir davantage sur l’évolution des grandes galaxies de l’univers.

Le lien qui manquait peut-être pour élucider un mystère

On sait que certaines des plus imposantes galaxies de l’univers jeune ont grandit très rapidement. Pour les scientifiques, cette croissance est assez mystérieuse : il faudrait expliquer comment des galaxies massives peuvent être observées à une époque où l’univers n’était encore qu’un « bambin cosmique », rappelle l’Université de l’Arizona. Surtout, on ignore tout de leur formation puisqu’elles n’ont jamais été détectées pendant ce processus. La surprenante galaxie découverte par les chercheurs pourrait permettre de résoudre cette énigme.

Des antennes du radiotélescope ALMA au Chili.

Source : Flickr/CC/Mauricio Bustamante (photo recadrée)

La détection du signal a été rendue possible grâce au Grand réseau d’antennes millimétrique/submillimétrique de l’Atacama, un radiotélescope géant installé au Chili plus connu sous le nom d’ALMA. Dans les observations de l’instrument, les scientifiques ont repéré une étrange lumière qui ne semblait émerger de nulle part. C’était le signal de la galaxie.

Pour les scientifiques, une nouvelle question se pose : y-t-il d’autres galaxies massives similaires à celles-ci à découvrir ? Ils estiment que oui, car ils n’ont analysé qu’une infime partie du ciel dans cette étude. Il faudrait donc soit attribuer leur découverte de la galaxie soit à une chance extraordinaire, soit au fait qu’elles seraient répandues. Le futur télescope spatial James Webb, l’observateur d’étoiles de la Nasa, pourra aider à mener cette recherche. En attendant son lancement, les auteurs concluent que pour l’instant, « ALMA seul peut trouver et étudier ces galaxies ».