Les astronomes ont découvert deux des galaxies les plus éloignées jamais vues, alors que l'Univers n'avait que 700 millions d'années. Les astronomes ont ensuite fait des observations de suivi avec le télescope spatial Spitzer pour confirmer leur distance et leur âge. On pense que les galaxies ont entre 50 et 300 millions d'années et ne représentent que 1% de la masse de notre propre voie lactée.
Les astronomes ont pris des photos étonnantes de deux des galaxies les plus éloignées jamais vues. Les images ultrades prises aux longueurs d'onde infrarouges confirment pour la première fois que ces chérubins célestes sont réels. Les chercheurs * sont désormais capables de peser les galaxies et de déterminer leur âge à des moments plus précoces que jamais, fournissant des indices importants sur les origines évolutives des galaxies comme notre Voie lactée. L'ouvrage paraît dans le numéro du 1er octobre d'Astrophysical Journal Letters.
Carnegie Fellow Ivo Labbé, avec Rychard Bouwens et Garth Illingworth de l'UCO / Lick Observatory de l'Université de Californie, Santa Cruz, et Marijn Franx de Leiden Observatory, ont examiné des galaxies dans le Hubble Ultra Deep Field (HUDF) en utilisant le sensible Caméra infrarouge (IRAC) à bord du télescope spatial Spitzer de la NASA. Le HUDF, scanné par le télescope spatial Hubble de la NASA fin 2003, reste la vue la plus profonde jamais prise à des longueurs d'onde visible et proche infrarouge.
Les deux galaxies sont vues lorsque l'univers n'était qu'un bébé - 700 millions d'années après le Big Bang, soit cinq pour cent de l'âge actuel de l'univers. Ils appartiennent à un précieux petit échantillon de galaxies similaires, découvertes il y a deux ans par Bouwens, Illingworth et Franx et analysées en profondeur dans Nature le mois dernier. Le déficit relatif de ces sources lumineuses lointaines indique que cette première période est celle où les galaxies se sont rapidement accumulées à partir d'un très petit nombre d'étoiles jusqu'aux galaxies massives que nous voyons plus tard.
Parce qu'il y en a si peu, vérifier l'existence des galaxies lointaines et mesurer leurs propriétés est d'une importance capitale. Les nouvelles observations dans l'infrarouge moyen de Spitzer se sont avérées essentielles pour l'équipe de Labbé, car les analyses n'étaient pas possibles à partir des seules données de Hubble.
"Spitzer est une petite machine incroyable", a déclaré Labbé. "C'est une réalisation remarquable qu'un petit télescope de 0,85 mètre puisse voir des sources à 12,7 milliards d'années-lumière." Bien que les astronomes aient déjà observé des galaxies lointaines, ce sont les plus éloignées pour lesquelles des caractéristiques physiques détaillées ont été calculées. "Je suis certain que nous n'aurions pas pu confirmer l'existence de ces galaxies, et encore moins calculer leur masse stellaire et leur âge, sans Spitzer", a ajouté Labbé.
Les deux galaxies avaient entre 50 et 300 millions d'années - les nourrissons eux-mêmes, selon les normes galactiques - et pesaient environ cent fois moins que notre Voie lactée adulte. Les âges et les masses suggèrent qu'ils étaient déjà en place beaucoup plus tôt, environ 500 à 600 millions d'années après le Big Bang. Ils pourraient être parmi les premiers systèmes galactiques formés dans l'univers, peu de temps après les premières étoiles, ce qui signifie que les futures enquêtes pourraient révéler des galaxies lumineuses à des moments encore plus tôt que ceux mesurés par Labbé et ses collègues.
Les 500 premiers millions d'années après le Big Bang sont connues des astronomes comme «The Dark Ages», car l'univers était rempli de nuages de gaz d'hydrogène neutre qui obscurcissaient les galaxies de notre point de vue. Les astronomes théorisent que les galaxies nouvellement formées ont commencé à émettre suffisamment de rayonnement pour brûler à travers le brouillard cosmique, transformant d'abord l'univers en une mousse de plasma gonflant, et finalement dans l'état transparent qu'il est aujourd'hui.
L'équipe a cherché à savoir si la formation d'étoiles dans les galaxies aurait pu être responsable de l'élimination de cette brume, mais leurs calculs suggéraient que les galaxies de cette étude étaient trop petites et trop peu nombreuses. Bouwens a déclaré: «Selon toute probabilité, il existe beaucoup plus de galaxies à ces premiers temps, mais elles sont plus faibles que ce que nous pouvons voir avec les télescopes actuels.»
L'aide est en route. De nouveaux instruments puissants doivent être installés sur Hubble l'année prochaine, et la prochaine décennie marquera l'essor de la prochaine génération de télescopes, tels que le télescope spatial James Webb et les télescopes terrestres prévus de 30 mètres. Labbé reste donc optimiste. «Je soupçonne que le HUDF a beaucoup plus de secrets à divulguer. Avec les nouveaux instruments et télescopes, nous devrions pouvoir extraire beaucoup plus de découvertes de ce ruban relativement petit du ciel. »
Source d'origine: communiqué de presse de l'établissement Carnegie
