Des galaxies anciennes et massives qui hantent les étendues poussiéreuses de notre univers se sont cachées, invisibles aux yeux du célèbre télescope spatial Hubble. Mais maintenant, les astronomes passant au crible les données infrarouges en ont découvert 39 - cachés dans des endroits étranges du premier univers où (et quand) le ciel nocturne aurait l'air très différent du nôtre.
Si vous deviez approcher l'une de ces galaxies il y a longtemps à l'intérieur d'un vaisseau spatial, cela vous serait probablement au moins reconnaissable: des étoiles que vous pouviez voir à l'œil nu, de la poussière tourbillonnante, un grand trou noir au centre. Et si vous deviez y apparaître d'une manière ou d'une autre aujourd'hui, cela aurait probablement l'air très différent de ce qu'il était il y a plus de 11 milliards d'années, au début de l'histoire de notre univers. Mais la lumière atteignant la Terre en 2019 à partir de ces galaxies massives et éloignées a dû voyager si loin qu'elle a des milliards d'années, nous montrant à quoi ressemblait cette partie de l'univers au cours de ses 2 premiers milliards d'années d'existence. Et la lumière est si altérée que le Hubble - conçu pour voir dans la lumière ultraviolette, visible et proche infrarouge - ne pouvait pas du tout la voir.
C'est parce que ces galaxies lointaines, comme la plupart des choses lointaines de notre univers, s'éloignent de nous - une conséquence de l'énergie sombre qui entraîne l'expansion de l'espace. Comme Live Science l'a déjà signalé, la lumière des objets qui s'éloignent de nous est étirée dans des longueurs d'onde plus longues et plus rouges. Et ces galaxies superdistantes accélèrent si vite, selon les chercheurs qui les ont découvertes, que la lumière ultraviolette et visible qu'elles ont émise s'est entièrement déplacée dans la longue plage de longueurs d'onde "submillimétrique" que même Hubble ne peut pas détecter.
En conséquence, les chercheurs ont écrit dans un article publié le 7 août dans la revue Nature, la plupart des astronomes qui se concentrent sur les 2 premiers milliards d'années de l'univers ont fini par étudier des boules bizarres: des galaxies très éloignées qui sont néanmoins suffisamment immobiles par rapport à Terre que Hubble peut les voir. Mais ces galaxies non décalées ne sont probablement pas la norme.
"Cela soulève la question de la véritable abondance des galaxies massives et de la densité du taux de formation d'étoiles dans l'Univers primitif", ont écrit les chercheurs. En d'autres termes, combien de galaxies étaient vraiment à l'époque et à quelle vitesse faisaient-elles des étoiles?
Les astronomes ont dans le passé repéré des galaxies massives individuelles du passé profond, ont écrit les chercheurs, ainsi que des galaxies plus petites qui ont tendance à être enveloppées de poussière. Mais pour ce travail, l'équipe a utilisé une série de télescopes sensibles au submillimètre pour repérer ces 39 galaxies antiques jamais vues auparavant.
"Il était difficile de convaincre nos pairs que ces galaxies étaient aussi vieilles que nous les soupçonnions d'être. Nos soupçons initiaux quant à leur existence provenaient des données infrarouges du télescope spatial Spitzer", Tao Wang, auteur principal du document et astronome de l'Université de Tokyo, a déclaré dans un communiqué. "Mais a des yeux aiguisés et a révélé des détails à des longueurs d'onde submillimétriques, la meilleure longueur d'onde pour scruter la poussière présente dans le premier univers. Malgré cela, il a fallu des données supplémentaires du très grand télescope nommé au Chili pour imaginer vraiment que nous voyions d'anciennes galaxies massives où aucun n'avait été vu auparavant. "
Et ces résultats sont importants pour les premiers modèles d'univers et pour expliquer comment notre univers moderne a vu le jour.
"Une si grande abondance de galaxies massives et poussiéreuses dans le premier univers remet en question notre compréhension de la formation de galaxies massives", ont écrit les chercheurs dans l'article.
Plusieurs modèles existants différents prédisent une densité beaucoup plus faible de ces types de galaxies, même si les chercheurs soupçonnent depuis longtemps que certains seraient là-bas. Avec cette nouvelle découverte, les scientifiques doivent revenir en arrière et affiner leurs modèles pour tenir compte de ce nouvel ensemble de données de choses jamais vues auparavant.
Ces galaxies, ont écrit les chercheurs, font probablement partie du groupe qui a donné naissance aux galaxies massives modernes. Mais ils avaient beaucoup plus de poussière et étaient beaucoup plus denses que la galaxie de la Voie lactée.
"Le ciel nocturne semblerait beaucoup plus majestueux. La plus grande densité d'étoiles signifie qu'il y aurait beaucoup plus d'étoiles proches en paraissant plus grandes et plus lumineuses", a déclaré Wang dans le communiqué. "Mais à l'inverse, la grande quantité de poussière signifie que les étoiles plus éloignées seraient beaucoup moins visibles, donc l'arrière-plan de ces étoiles proches brillantes pourrait être un vaste vide sombre."
