Légende: Représentation d'un artiste de la galaxie BX442 et de sa galaxie naine compagnon (en haut à gauche). Crédit: Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics / Joe Bergeron
Une ancienne lumière stellaire voyageant pendant 10,7 milliards d'années a apporté une surprise - la preuve d'une galaxie spirale bien avant que d'autres galaxies spirales ne se soient formées.
"Alors que vous remontez dans le temps dans le premier univers, les galaxies ont l'air vraiment étranges, grumeleuses et irrégulières, pas symétriques", a déclaré Alice Shapley, professeur agrégé de physique et d'astronomie à l'UCLA, et co-auteur d'une étude publiée dans la revue Nature d'aujourd'hui. . «La grande majorité des vieilles galaxies ressemblent à des épaves de train. Notre première pensée a été: pourquoi celle-ci est-elle si différente et si belle? »
Les galaxies sont aujourd'hui disponibles dans une variété de formes et de tailles uniques. Certains, comme notre galaxie de la Voie lactée, sont des disques rotatifs d'étoiles et de gaz appelés galaxies spirales. D'autres galaxies, appelées galaxies elliptiques, ressemblent à des orbes géants d'étoiles rouges plus anciennes se déplaçant dans des directions aléatoires. Ensuite, il y a une multitude de petites galaxies de forme irrégulière liées entre elles par gravité mais dépourvues de toute structure visible. Une grande population diversifiée de ces types de galaxies irrégulières a dominé l'Univers primitif, dit Shapely.
La lumière de cette galaxie spirale incroyablement éloignée, voyageant à près de six billions de miles par an, a mis 10,7 milliards d'années pour atteindre la Terre; à peine 3 milliards d'années après la création de l'Univers lors d'un événement appelé le Big Bang.
Selon un communiqué de presse de l'UCLA, les astronomes ont utilisé les yeux perçants du télescope spatial Hubble pour espionner 300 galaxies très éloignées dans le premier univers. Les scientifiques pensaient à l'origine que leur galaxie, l'une des plus massives de leur enquête sous le nom peu glorieux de BX442, était une illusion, peut-être deux galaxies superposées.
«Le fait que cette galaxie existe est stupéfiant», a déclaré David Law, auteur principal de l'étude et boursier postdoctoral du Dunlap Institute au Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics de l'Université de Toronto. "La sagesse actuelle veut que de telles galaxies spirales de" grand-dessein "n'existaient tout simplement pas à un moment aussi précoce de l'histoire de l'univers." Une galaxie de «grande conception» a des bras en spirale proéminents et bien formés.
Pour mieux comprendre leur image, les astronomes ont utilisé un instrument unique et ultramoderne appelé le spectrographe OSIRIS au W.M. L'observatoire de Keck au sommet du volcan Mauna Kea dormant à Hawaï. L'instrument, construit par le professeur UCLA James Larkin, leur a permis d'étudier la lumière à partir d'environ 3600 emplacements dans et autour du BX442. Ce spectre leur a donné les indices dont ils avaient besoin pour montrer qu'ils regardaient en effet une seule galaxie spirale en rotation.
Bien que les galaxies spirales soient abondantes dans tout le cosmos actuel, cela n'a pas toujours été le cas. Les galaxies spirales au début de l'Univers étaient rares en raison d'interactions fréquentes. «Le BX442 ressemble à une galaxie voisine, mais dans le premier univers, les galaxies se heurtaient beaucoup plus fréquemment», explique Shapely. «Le gaz pleuvait du milieu intergalactique et alimentait les étoiles qui se formaient à un rythme beaucoup plus rapide qu'aujourd'hui; les trous noirs se sont également développés à un rythme beaucoup plus rapide. Le Space Magazine est ennuyeux par rapport à cette époque. »
Shapely et Law pensent que le bras de fer gravitationnel entre un compagnon de galaxie naine et le BX442 pourrait être responsable de son aspect futuriste. Le compagnon apparaît comme juste une petite goutte dans leur image. Des simulations informatiques menées par Charlotte Christensen, étudiante postdoctorale à l'Université de l'Arizona et co-auteure de l'article, prouvent cette idée. Finalement, BX442 et la petite galaxie fusionneront probablement.
Shapley a déclaré que le BX442 représente un lien entre les premières galaxies qui sont beaucoup plus turbulentes et les galaxies spirales en rotation que nous voyons autour de nous. "En effet, cette galaxie peut mettre en évidence l'importance des interactions de fusion à n'importe quelle époque cosmique dans la création d'une structure en spirale de grand design", a-t-elle déclaré.
L'étude du BX442 est susceptible d'aider les astronomes à comprendre comment les galaxies spirales comme la forme de la voie lactée, a-t-elle ajouté.
Légende 2: Image composite HST / Keck en fausses couleurs de la galaxie BX442. Crédit: David Law / Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics
