Un télescope détecte la formation des galaxies au début de l'univers
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Pour la première fois, des astronomes ont pu voir la formation des galaxies dans les premiers temps de l’univers, soit quelques centaines de millions d’années après le Big Bang.
Les astronomes, en utilisant un puissant radiotélescope au Chili, ont observé du gaz moléculaire froid qui se déversait dans le centre d’une galaxie afin de l’alimenter. Un processus qui s’est produit à l’époque où l’univers n’était que de quelques centaines de millions d’années. Cette découverte a été possible en utilisant l’Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) qui permettra aux scientifiques de comprendre comment les premières galaxies ont évolué pour devenir celles que nous connaissons aujourd’hui.
Les modèles avaient prédit ce que nous avons vu et c’est quelque chose de vraiment excitant selon Roberto Maiolino qui est responsable de l’équipe à l’université de Cambridge. Cela signifie que nous allons dans la bonne direction pour comprendre comment les galaxies se sont formées.
La formation des premières galaxies
Les galaxies et les étoiles au début de l’univers étaient très différentes de ce que nous pouvons voir aujourd’hui. La plupart de leurs ingrédients étaient juste de l’hydrogène et de l’hélium provenant du Big Bang. Les éléments lourds étaient rares à cette époque, car ils se sont formés plus tard dans les étoiles qui sont mortes et qui ont explosé et c’est ensuite seulement que ces éléments lourds se sont mélangés avec l’hydrogène. Le résultat est que les étoiles de la première génération étaient riches en hydrogène. La consommation de ce carburant leur a permis d’augmenter leur taille et le processus de combustion était intense et très rapide. Ces étoiles émettaient une radiation intense qui chauffait tout le gaz dans la galaxie. Cette dernière ne pouvait plus se refroidir et elle s’est groupée en nouvelles étoiles. Quand ces premières étoiles superchargées ont été à court de carburant et qu’elles ont explosé en supernova, alors elles ont dû expulser le gaz interstellaire de la galaxie. Mais ce processus pose un problème pour les astrophysiciens. Si la première génération d’étoiles puisait du gaz froid dans les galaxies, alors ces dernières devaient mourir et elles ne seraient pas capables de créer de nouvelles étoiles ou d’évoluer par la suite. Les théoriciens pensent que les galaxies devaient puiser du gaz froid dans l’espace environnant. Mais les astronomes ne pouvaient pas voir ces galaxies au début de l’univers. À cette époque, l’univers avait seulement 1 milliard d’années et ces galaxies n’étaient que des grains de poussière pour nous.
L’arrivée de l’ALMA
Et c’est là que l’ALMA entre en scène. Ses antennes paraboliques peuvent collecter des longueurs d’onde de 1 millimètre ou inférieur et ce type de longueur d’onde est impossible à déceler dans les radiotélescopes traditionnels. De tels signaux ne sont pas produits par des étoiles brillantes, mais par des substances froides telles que le gaz. L’ALMA, se trouvant dans les montagnes du Chili et qui est toujours en construction, peut aussi analyser une magnitude plus grande et plus précise que les télescopes classiques. L’une des raisons est que l’ALMA possède de nombreuses antennes paraboliques, 66 pour être exact une fois qu’il sera terminé. Et ces 66 antennes paraboliques peuvent fonctionner comme un seul instrument. L’équipe de Maiolino a utilisé 30 antennes paraboliques pour voir une faible lueur de carbone ionisé qui est un marqueur du gaz froid qui a créé les premières galaxies.
L’équipe s’est concentrée sur la galaxie appelée BDF3299 qui date juste de 800 millions d’années après le Big Bang. L’équipe a rapporté ses travaux dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Plus précisément, l’équipe a vu un peu de carbone dans son centre et un grand amas de carbone sur l’un des côtés. Et ce grand amas n’avait pas d’étoiles qui lui étaient associées. Les chercheurs concluent que cet amas est le carburant qui alimente la galaxie, soit en orbitant autour de BDF3299, soit qu’il se déverse sur son centre. Selon Maiolinon : L’accroissement du gaz moléculaire froid est l’un des mécanismes essentiels dans l’évolution des galaxies. Et c’est la première fois qu’on peut le voir en action dans un système aussi primitif.
D’autres experts sont d’accord. Selon Timothy Davis, astronome de l’université de Hertfordshire : Nous savons que ce type d’alimentation a permis aux premières galaxies d’évoluer pour devenir celles que nous connaissons aujourd’hui. Et sans la sensibilité de l’ALMA, nous ne pourrions jamais voir ce type de détails. L’équipe a reçu de nouvelles données de l’ALMA qui proposent une meilleure résolution et elle proposera d’autres informations dans les prochaines semaines.
