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Des astronomes déterminent la quantité de gaz présent dans les galaxies de l’Univers précoce

Crédits : Hubble Legacy Archive, ESA, NASA and Bill Snyder

Grâce aux données combinés de plusieurs télescopes, une équipe d’astronomes menée par Allison Noble, du MIT, annonce avoir mené à terme l’une des plus grandes études du gaz moléculaire, la matière première qui alimente la formation des étoiles, dans trois des amas de galaxies les plus éloignés jamais découverts, évoluant lorsque l’univers n’était âgé que de quatre milliards d’années.

Les amas de galaxies peuvent contenir plusieurs dizaines, voire centaines de galaxies, chacune contenant plusieurs milliards d’étoiles ainsi que des gaz chauds et de la matière noire, mystérieuse. Les chercheurs ont ici analysé 11 galaxies appartenant à trois grappes différentes formées seulement 4 milliards d’années après le Big Bang. Combinant les efforts des télescopes WM Keck, à Hawaii, du Very Large Telescope et du grand réseau d’antennes de l’Atacama, au Chili, sans oublier Hubble et le Spitzer Space Telescope, les chercheurs ont été capables de détecter les ondes radio émises directement à partir du gaz moléculaire trouvé dans ces galaxies datant de l’univers primitif. Ils ont ensuite pu évaluer la quantité de gaz moléculaire dans chaque galaxie, déterminant ainsi la quantité de « carburant » disponible à l’époque pour former des étoiles. Les résultats ont été publiés dans The Astrophysical Journal Letters.

Les chercheurs ont alors comparé les propriétés de ces galaxies avec les propriétés des galaxies dites « de champ » (galaxies trouvées dans des environnements plus typiques, avec moins de voisins proches). À leur grande surprise, ils ont découvert que les galaxies à grappes avaient des quantités plus élevées de gaz moléculaires par rapport à la quantité d’étoiles dans la galaxie, par rapport aux galaxies de champ. Ces résultats ont en effet laissé les astronomes perplexes, ces derniers convaincus que lorsqu’une galaxie se retrouve dans une grappe, les interactions avec les autres accélèrent l’arrêt de sa formation d’étoiles par rapport à celle d’une galaxie de champ similaire.

« C’est vraiment un résultat intrigant« , a déclaré Gillian Wilson, professeur de physique et d’astronomie à l’UC Riverside. « Si les galaxies en grappe ont plus de carburant à leur disposition, vous pourriez vous attendre à ce qu’elles forment plus d’étoiles que les galaxies de champ. Or, elles ne le font pas« . Si rien pour le moment ne permet de répondre à cette énigme, à savoir quel processus physique est responsable de ces quantités plus élevées de gaz moléculaires, cette étude fournit à ce jour la mesure la plus précise jamais faite de la quantité de gaz moléculaire existant dans les galaxies en grappes dans l’univers primitif.

Les chercheurs envisagent maintenant d’étudier un plus grand échantillon de grappes, le but étant de déterminer comment l’environnement dans lequel évolue une galaxie détermine combien de temps elle peut former des étoiles.

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