Avant que notre univers n'atteigne son 1 milliardième anniversaire, une galaxie inhabituelle s'est formée et a commencé à fouetter de nouvelles étoiles à des vitesses étonnantes. Puis, à peine 800 millions d'années plus tard, la galaxie ultramassive s'est soudainement tue, selon une nouvelle étude.
L'énorme galaxie, appelée XMM-2599, s'est distinguée comme une rareté dans les premiers jours de l'univers.
"En général, les galaxies précoces devraient être plus petites en masse, car le modèle actuel de formation de structure est hiérarchique - de petites galaxies de faible masse devraient se former en premier, puis elles fusionneraient pour former de plus grandes galaxies plus massives à un plus tard ", a déclaré le co-auteur Danilo Marchesini, professeur de physique et d'astronomie à l'Université Tufts, dans un communiqué. Mais le XMM-2599, avec six fois la masse de la Voie lactée, défie complètement ces prédictions.
Certains modèles numériques prédisent que de telles galaxies monstres existaient dans le premier univers, mais ces galaxies prévues devraient former activement des étoiles, a déclaré Gillian Wilson, professeur de physique et d'astronomie à l'Université de Californie à Riverside (UCR), dans un communiqué. de l'université. "Ce qui rend le XMM-2599 si intéressant, inhabituel et surprenant, c'est qu'il ne forme plus d'étoiles."
Et personne ne sait pourquoi.
Marchesini, Wilson et leurs collègues ont décrit la découverte troublante dans une nouvelle étude publiée aujourd'hui (5 février) dans The Astrophysical Journal Letters.
L'équipe a repéré le XMM-2599 en mesurant le rayonnement électromagnétique émanant d'étoiles lointaines, ce qui permet aux chercheurs de déterminer les propriétés chimiques et physiques des galaxies. Le rayonnement doit souvent traverser de vastes étendues d'espace avant d'atteindre les instruments terrestres, et le voyage peut prendre beaucoup de temps. Cela signifie qu'en prenant des mesures spectroscopiques, les scientifiques peuvent entrevoir à quoi ressemblait notre univers dans un passé lointain.
À l'aide de leurs mesures, l'équipe a développé des modèles mathématiques pour prédire comment le XMM-2599 se serait formé au fil du temps. "Avant même que l'univers ait 2 milliards d'années, le XMM-2599 avait déjà formé une masse de plus de 300 milliards de soleils, ce qui en faisait une galaxie ultramassive", explique l'auteur principal Benjamin Forrest, chercheur postdoctoral au Département de physique et d'astronomie du UCR, dit dans la déclaration du DUC.
Le modèle suggère que la galaxie a généré la plupart de ses étoiles dans une "frénésie énorme" lorsque l'univers avait moins d'un milliard d'années, a déclaré Forrest. Pendant le pic de production, la galaxie produisait plus de 1 000 masses solaires chaque année; dans le même temps, notre Voie lactée n'a formé qu'une seule nouvelle étoile, note le communiqué. Les modèles ont prédit que le XMM-2599 aurait dû continuer à produire de nouvelles étoiles, comme la plupart des galaxies l'ont fait à cette époque de l'histoire cosmique. Au lieu de cela, la galaxie monstre est tombée en sommeil, peut-être en raison d'un manque de carburant ou en raison de l'activité du trou noir en son centre, a déclaré Wilson.
"Nous avons pris le XMM-2599 dans sa phase inactive", a déclaré Wilson. Bien que la galaxie ne fasse plus de nouvelles étoiles, elle ne peut perdre aucune de sa masse accumulée, a-t-il ajouté. "Au fil du temps, est-ce que les galaxies qui forment des étoiles pourraient attirer gravitationnellement et devenir une ville brillante de galaxies?"
En théorie, le XMM-2599 pourrait devenir une figure centrale dans l'un des "amas de galaxies les plus brillants et les plus massifs de l'univers local", a déclaré le co-auteur Michael Cooper, professeur d'astronomie à l'Université de Californie à Irvine. Instruction UCR. "Alternativement, il pourrait continuer d'exister de manière isolée. Ou nous pourrions avoir un scénario qui se situe entre ces deux résultats."
Les auteurs ne savent pas encore pourquoi le XMM-2599 a cessé de produire des étoiles, ni comment la galaxie pourrait évoluer à l'avenir. Ils concluent que, étant donné la soudaine inactivité de la galaxie, l'existence de XMM-2599 "notre compréhension actuelle de la façon dont les galaxies ultra-massives se forment et évoluent dans le premier univers".
