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Un « chantier de galaxies » découvert à 11 milliards d’années-lumière

Crédits : Hans/Pixabay

Une équipe d’astronomes confirme la découverte d’un immense « chantier naval » de galaxies semblable à celui dans lequel notre Voie lactée a grandi. Retrouvée à onze milliards d’années-lumière, la structure contenait plus de soixante galaxies. 

L’étude des progéniteurs d’amas de galaxies, appelés proto-amas, nous permet d’étudier la croissance des halos les plus massifs et l’évolution de la structure à grande échelle de l’univers. Dénicher ces structures en pleine croissance est cependant un défi, car les proto-amas se font rares. Dans la revue Astronomy & Astrophysics, une équipe de l’Université d’Arizona détaille cependant la découverte de l’un de ces « chantiers ». Nommé G237, on le retrouve à onze milliards d’années-lumière de la Terre.

« Vous pouvez considérer les proto-amas de galaxies tels que G237 comme un chantier naval à l’intérieur duquel des galaxies massives sont assemblées« , résume Brenda Frye, coauteure de l’étude.

Ces agglomérations de matière étaient beaucoup trop faibles pour être détectées avec la lumière optique. Les chercheurs ont ainsi d’abord observé G237 dans l’infrarouge lointain du spectre électromagnétique grâce au télescope Planck, de l’Agence spatiale européenne (ESA). Des observations de suivi réalisées avec le Grand télescope binoculaire (Arizona) et le télescope Subaru (Japon), ainsi que des données d’archives recueillies par les télescopes spatiaux Herschel et Spitzer ont ensuite permis de confirmer son existence.

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Le proto-amas G237. Les galaxies sont représentées par différentes couleurs en fonction des longueurs d’onde d’observation. Crédits : ESA/Herschel et XMM-Newton ; NASA/Spitzer ; NAOJ/Subaru ; Grand télescope binoculaire ; ESO/VISTA. Polletta, M. et al. 2021 ; Koyama, Y. et coll. 2021

Une véritable « usine à étoiles »

Les premières observations de G237 faites en janvier 2021 suggéraient qu’il créait des étoiles à un rythme irréaliste et insoutenable. « Chacune des 63 galaxies découvertes jusqu’à présent dans G237 était comme une usine à étoiles en surmultipliée« , poursuit l’astronome. « C’est comme si les galaxies faisaient des heures supplémentaires pour assembler des étoiles« .

Ces observations étaient déroutantes dans la mesure où l’hydrogène, qui agit comme carburant pour la formation d’étoiles, ne semblait pas être présent en quantités suffisantes pour expliquer ce taux de formation stellaire.

Les observations de suivi ont permis de constater que certaines des observations de production d’étoiles provenaient en réalité de galaxies sans rapport avec G237. En supprimant ce biais, la production d’étoiles du proto-amas restait élevée, mais cohérente avec les quantités d’hydrogène proposées. À l’époque, ces structures pouvaient en effet « tirer suffisamment de matière » dans les filaments de gaz reliant les galaxies entre elles.

« L’image que nous avons reconstituée maintenant est celle d’un chantier naval galactique réussi qui travaille à haute efficacité pour assembler les galaxies et les étoiles en leur sein et dispose d’un approvisionnement énergétique plus durable« , conclut l’équipe.