Lorsque nous visualisons des galaxies, vous avons tendance à imaginer ces glorieux moulins remplis d’étoiles. Une équipe d’astrophysiciens de l’ETH Zurich rapporte pourtant la découverte, très particulière, de galaxies très anciennes qui semblent dépourvues d’étoiles.
Ces galaxies sans étoiles, également connues sous le nom de « galaxies sombres », pourraient être un stade très précoce de la formation galactique. Selon certains modèles théoriques, elles auraient en effet pu être plus communes dans l’Univers primitif, mais ces galaxies sombres ne contenant que de la poussière et du gaz, n’émettent que peu de lumière visible, ce qui les rend très difficiles à détecter et à étudier. Ainsi, la découverte de six nouvelles candidates pourrait permettre aux astronomes de mieux comprendre la place de ces objets dans l’évolution galactique.
L’équipe de chercheurs explique avoir pu identifier ces objets grâce à la présence de quasars, certains des objets les plus brillants de l’Univers, alimentés par des trous noirs supermassifs au centre des galaxies. La lumière ne vient pas du trou noir lui-même — elle ne peut s’en échapper — mais de la friction générée dans le disque d’accrétion autour du trou noir. Ces disques émettent une lumière ultraviolette intense qui affiche une fluorescence à proximité des atomes d’hydrogène (ligne Lyman-alpha).
Si une galaxie sombre, pleine d’hydrogène, se trouve à proximité d’une galaxie avec un quasar au centre, elle agira alors comme une sorte de lampe de poche cosmique, et cette ligne apparaîtra dans son spectre. Puisque l’hydrogène est une composante clef dans la formation des galaxies, on pense en effet que l’élément sera présent à toutes les étapes de l’évolution galactique, y compris durant la phase sombre.
S’appuyer sur des quasars pour rechercher des galaxies sombres n’est pas une technique nouvelle, mais les trouver à des distances aussi lointaines était impossible par le passé. Cependant, avec l’aide de l’instrument MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer), rattaché en 2014 au Very Large Telescope (VLT) de l’Observatoire spatial européen (ESO), l’équipe a ici pu étudier une région auparavant inaccessible.
En découvrant continuellement des façons nouvelles de percer notre ciel, nous pourrions non seulement faire la lumière sur les galaxies sombres et combler les lacunes impératives dans l’évolution galactique, mais aussi commencer à éplucher les couches de notre Univers si mystérieux.
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