En combinant la puissance d’une « lentille naturelle » dans l’espace avec la capacité du télescope spatial Hubble, une équipe d’astronomes de la NASA annonce avoir fait une découverte surprenante : le premier exemple d’une galaxie en forme de disque compact, massif et à rotation rapide qui a cessé de produire des étoiles quelques milliards d’années seulement après le Big Bang, contestant ainsi la compréhension actuelle de la façon dont les galaxies massives se forment et évoluent.
Braquant l’objectif de Hubble sur MACS2129-1, trois fois plus massive que la Voie lactée pour seulement la moitié de sa taille et située à 10 milliards d’années-lumière de la Terre, les astronomes s’attendaient à voir une sorte de grosse boule chaotique d’étoiles formée par les fusions de plusieurs galaxies primordiales. Contre toute attente, ils ont alors constaté que les étoiles étaient nées dans un disque en forme de pancake. L’analyse des mouvements des étoiles montre également que celles-ci tournent autour du centre galactique à plus de 500 kilomètres par seconde, deux fois plus rapidement que celles de notre Galaxie.
Alors pourquoi est-ce une surprise ? Les galaxies sont des systèmes stellaires que les astronomes regroupent en deux principales catégories : d’une part les spirales qui ont la forme typique d’un disque (comme la Voie lactée) et d’autre part les elliptiques. L’une des principales différences entre les deux est que les galaxies spirales produisent de nouvelles étoiles tandis que les elliptiques ont cessé de le faire depuis longtemps. Ce sont des galaxies dites « mortes ». Par ailleurs, au sein d’une spirale, les étoiles se déplacent en suivant des orbites assez régulières, de manière circulaire autour de leur centre, tandis que dans les elliptiques, elles empruntent des chemins nettement plus chaotiques.
Les raisons pour lesquelles les galaxies elliptiques ont cessé de produire de nouvelles étoiles sont encore loin d’être claires. Ce dont les chercheurs sont certains en revanche, grâce spectres obtenus avec le Very Large Telescope, c’est que MACS2129-1 a cessé de produire des étoiles depuis au moins un milliard d’années. En d’autres termes, cette galaxie est « morte » depuis bien longtemps. En revanche, MACS2129-1 a une forme de disque comme notre Voie lactée et tourne très rapidement sur elle-même, ce qui est incompatible avec notre compréhension actuelle de la façon dont les galaxies massives se forment et évoluent qui suggère notamment que les galaxies elliptiques contiennent des étoiles plus anciennes, alors que les galaxies en spirale contiennent généralement des étoiles bleues plus jeunes.
Ainsi, ces premières galaxies dites « mortes » doivent avoir traversé des réalisations majeures, changeant non seulement leur structure, mais aussi les mouvements de leurs étoiles pour former une galaxie elliptique. D’autres observations d’autres galaxies avec les télescopes de nouvelle génération tels que le télescope spatial James Webb et le Extremely Large Telescope permettront aux chercheurs d’établir l’unicité ou non des systèmes comme MACS2129-1 dans l’univers primitif.
