En regardant en arrière dans le temps avec certains de nos meilleurs télescopes, les astronomes ont trouvé l'une des galaxies les plus anciennes et les plus éloignées. Cela signifie qu'à son apogée - que les astronomes estiment à environ 750 millions d'années après le Big Bang - il générait une quantité exceptionnellement importante d'étoiles dans «l'aube cosmique», les premiers jours de l'Univers.
"Le taux élevé de formation d'étoiles trouvé pour le GN-108036 implique qu'il a rapidement construit sa masse quelque 750 millions d'années après le Big Bang, lorsque l'Univers n'avait que cinq pour cent de son âge actuel", a déclaré Bahram Mobasher, du Université de Californie, Riverside. "Ce fut donc un ancêtre probable des galaxies massives et évoluées vues aujourd'hui."
Une équipe internationale d'astronomes, dirigée par Masami Ouchi de l'Université de Tokyo, au Japon, a d'abord identifié la galaxie éloignée après avoir balayé une grande parcelle de ciel avec le télescope Subaru au sommet du Mauna Kea à Hawaï. Sa grande distance a ensuite été confirmée avec le W.M. Observatoire de Keck, également sur le Mauna Kea. Ensuite, les observations infrarouges des télescopes spatiaux Spitzer et Hubble ont été cruciales pour mesurer l'activité de formation d'étoiles de la galaxie.
"Nous avons vérifié nos résultats à trois reprises sur deux ans, et à chaque fois confirmé la mesure précédente", a expliqué Yoshiaki Ono, également de l'Université de Tokyo.
Les astronomes ont été surpris de voir une si grande explosion de formation d'étoiles parce que la galaxie est si petite et d'une époque cosmique si précoce. À l'époque où les galaxies se sont formées pour la première fois, au cours des premières centaines de millions d'années après le Big Bang, elles étaient beaucoup plus petites qu'elles ne le sont aujourd'hui, n'ayant pas encore grossi.
L'équipe affirme que le taux de production d'étoiles de la galaxie équivaut à environ 100 soleils par an. Pour référence, notre galaxie de la Voie lactée est environ cinq fois plus grande et 100 fois plus massive que GN-108036, mais fait environ 30 fois moins d'étoiles par an.
Les astronomes se réfèrent à la distance de l’objet par un nombre appelé son «décalage vers le rouge», qui correspond à la mesure dans laquelle sa lumière s’est étirée vers des longueurs d’ondes plus longues et plus rouges en raison de l’expansion de l’univers. Les objets avec des décalages vers le rouge plus importants sont plus éloignés et sont vus plus loin dans le temps. GN-108036 a un redshift de 7,2. Seule une poignée de galaxies ont confirmé des décalages vers le rouge supérieurs à 7, et seulement deux d'entre eux auraient été plus éloignés que le GN-108036.
Environ 380 000 ans après le Big Bang, une baisse de la température de l'Univers a fait que les atomes d'hydrogène imprègnent le cosmos et forment un épais brouillard opaque à la lumière ultraviolette, créant ce que les astronomes appellent les âges sombres cosmiques.
"Il s'est terminé lorsque des nuages de gaz d'hydrogène neutre se sont effondrés pour générer des étoiles, formant les premières galaxies, qui ont probablement rayonné des photons de haute énergie et réionisé l'Univers", a déclaré Mobasher. «Des galaxies vigoureuses comme GN-108036 pourraient bien avoir contribué au processus de réionisation, qui est responsable de la transparence du Space Magazine.»
"La découverte est surprenante parce que les enquêtes précédentes n'avaient pas trouvé des galaxies aussi brillantes si tôt dans l'histoire de l'univers", a déclaré Mark Dickinson de l'Observatoire national d'astronomie optique de Tucson, en Arizona. "Peut-être que ces enquêtes étaient tout simplement trop petites pour trouver des galaxies comme GN-108036. C'est peut-être un objet spécial et rare que nous venons juste d'attraper lors d'une explosion extrême de formation d'étoiles. »
Sources: Article scientifique par: Y. Ono et al., Subaru, Spitzer Hubble
