Les scientifiques utilisant le télescope spatial Hubble de la NASA ont mesuré l'âge de ce qui pourrait être la plus jeune galaxie jamais vue dans l'univers. Selon les normes cosmologiques, il s'agit d'un simple enfant apparemment hors de propos parmi les galaxies adultes qui l'entourent. Appelé I Zwicky 18, il peut être aussi jeune que 500 millions d'années (une époque si récente que la vie complexe avait déjà commencé à apparaître sur Terre). Notre galaxie de la Voie lactée, en revanche, est 20 fois plus ancienne, soit environ 12 milliards d'années, l'âge typique des galaxies à travers l'univers. Cette galaxie de «fin de vie» offre un aperçu rare de ce à quoi ressemblent les premières petites galaxies du premier univers.
La galaxie fait partie d'un catalogue de 30 000 galaxies proches que l'astronome suisse Fred Zwicky a assemblé dans les années 30 en photographiant tout le ciel du nord. Bien que les astronomes soupçonnent depuis longtemps que cette galaxie était un jeune, en raison de sa composition chimique primordiale, la sensibilité exquise de Hubble a permis aux astronomes de faire un recensement fiable de la population stellaire totale de la galaxie. Cela leur a permis d'identifier de manière fiable les étoiles les plus anciennes qui habitent la galaxie, fixant ainsi une limite supérieure à l'âge de la galaxie.
La galaxie bébé a réussi à rester dans un état embryonnaire en tant que nuage de gaz froid d'hydrogène et d'hélium primitifs pendant la majeure partie de la durée de l'évolution de l'univers. Alors que d'innombrables galaxies s'épanouissaient dans tout l'espace, cette floraison tardive n'a commencé la formation active d'étoiles que 13 milliards d'années après le Big Bang et a traversé une première explosion soudaine d'étoiles il y a seulement 500 millions d'années.
Situé à seulement 45 millions d'années-lumière? beaucoup plus proche que les autres jeunes galaxies dans la période de près de 14 milliards d'années-lumière de l'univers? I Zwicky 18 pourrait représenter la seule occasion pour les astronomes d'étudier en détail les blocs de construction à partir desquels les galaxies sont formées. Cela reste un casse-tête pourquoi le gaz dans la galaxie naine, contrairement à celui des autres galaxies, a pris autant de temps? presque l'âge de l'univers? s'effondrer sous l'influence de la gravité pour former ses premières étoiles.
"I Zwicky 18 est une jeune galaxie authentique", a déclaré Trinh Thuan, professeur d'astronomie à l'Université de Virginie, qui a co-rédigé l'étude avec Yuri Izotov de l'Observatoire de Kiev. «C'est extraordinaire parce que l'on s'attendrait à ce que les jeunes galaxies ne se forment que vers le premier milliard d'années environ après le Big Bang, et non 13 milliards d'années plus tard. Et les jeunes galaxies devaient être très éloignées, au bord de l'univers observable, mais pas dans l'univers local », a déclaré Izotov.
Cette découverte, rapportée dans le numéro du 1er décembre de l'Astrophysical Journal, donne un nouvel aperçu de la formation des galaxies. La galaxie I Zwicky 18 offre un aperçu de ce à quoi ressemblait la première Voie lactée il y a 13 milliards d'années. Un autre ensemble d'observations de Hubble par une autre équipe donne un âge un peu plus âgé de 1 milliard d'années à la galaxie, la gardant toujours un nouveau-né comparé. Goran Ostlin de l'Observatoire de Stockholm et Mustapha Mouhcine de l'Université de Nottingham ont utilisé la caméra infrarouge proche et le spectromètre multi-objets de Hubble pour trouver une population d'étoiles rouges fraîches, qui sont légèrement plus anciennes que les étoiles vues par la caméra avancée pour caméras de surveillance. Les résultats doivent être publiés dans Astronomy & Astrophysics.
Pour prouver que I Zwicky 18 est une nouvelle galaxie, Thuan et Izotov devaient montrer qu'elle était dépourvue d'étoiles dès les premiers milliards d'années après le Big Bang, la période où une grande fraction des étoiles de l'univers s'est formée. Bien que les astronomes aient soupçonné que la galaxie était exceptionnellement jeune, ils ont dû attendre que Hubble fournisse la sensibilité nécessaire pour détecter si oui ou non des étoiles plus anciennes, des géants rouges pâles, existaient au sein de la galaxie naine. La caméra avancée de Hubble pour les levés avait besoin d'une très longue exposition, nécessitant 25 orbites de télescope pour rechercher les étoiles les plus faibles de la galaxie. La présence de vieilles étoiles dans la galaxie aurait indiqué que la galaxie elle-même était vieille, comme toutes les autres galaxies connues de l'univers.
On pense que les grandes galaxies telles que la Voie lactée se développent de manière hiérarchique, les petites galaxies fusionnant en plus grandes galaxies, comme les affluents fusionnant en grands fleuves. I Zwicky 18 est le prototype de cette première population de petites galaxies naines. "Ces galaxies naines de blocs de construction sont trop faibles et trop petites pour être étudiées sans les instruments les plus sensibles, même dans l'univers local, sans parler des confins du cosmos", a déclaré Thuan.
Une autre preuve pour les jeunes de I Zwicky 18 est le fait que son gaz interstellaire est "presque vierge", a déclaré Thuan, et composé principalement d'hydrogène et d'hélium, les deux principaux éléments légers créés dans le Big Bang, pendant les trois premières minutes de l'existence de l'univers. La galaxie naine ne comprend qu'une pincée des autres éléments plus lourds tels que le carbone, l'azote ou l'oxygène qui sont créés plus tard à mesure que les étoiles se développent. La quasi-absence de tels éléments lourds suggère qu'une grande partie du gaz primordial dans la galaxie naine n'a pas réussi à former des étoiles qui fabriquent par la suite des éléments lourds.
Source d'origine: Communiqué de presse Hubble
