Les premières galaxies de l’univers étaient moins chaotiques et se sont développées beaucoup plus rapidement qu’on ne le pensait auparavant, selon de nouvelles recherches remontant à plus de dix milliards d’années. Une équipe internationale d’astronomes dirigée par l’Université de Durham, au Royaume-Uni, a utilisé le télescope spatial James Webb (JWST) pour trouver des preuves de la formation de barres alors que l’univers n’avait que quelques milliards d’années.
Cette dernière recherche est publiée dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
Les barres sont des bandes allongées d’étoiles trouvées dans des galaxies à disque ou spirales comme notre Voie lactée. À mesure que les barres se développent, elles régulent la formation d’étoiles au sein d’une galaxie, poussant le gaz vers la région centrale de la galaxie, et leur présence indique aux scientifiques que les galaxies sont entrées dans une phase stable et mature.
Des études antérieures réalisées à l’aide du télescope spatial Hubble avaient permis de détecter des galaxies formant des barres il y a huit ou neuf milliards d’années. Mais la sensibilité et la plage de longueurs d’onde accrues offertes par le JWST signifient que les chercheurs ont pu observer le phénomène se produire encore plus loin dans le temps. Cela signifie que les scientifiques devront peut-être repenser leurs théories sur l’évolution des galaxies dès les premiers stades de la formation de l’univers.
L’auteur principal Zoe Le Conte, titulaire d’un doctorat. chercheur au Centre d’Astronomie Extragalactique du Département de Physique de l’Université de Durham a déclaré : « Les galaxies du premier univers mûrissent beaucoup plus rapidement que nous le pensions. C’est une véritable surprise car on pourrait s’attendre à ce que l’univers à ce stade soit très turbulent avec beaucoup de collisions entre galaxies et beaucoup de gaz qui ne se sont pas encore transformés en étoiles.
« Cependant, grâce au télescope spatial James Webb, nous voyons beaucoup de ces barres beaucoup plus tôt dans la vie de l’univers, ce qui signifie que les galaxies étaient à un stade plus avancé de leur évolution qu’on ne le pensait auparavant. Cela signifie que nous devrons nous adapter. nos points de vue sur l’évolution précoce des galaxies.
Les chercheurs ont utilisé le JWST pour rechercher la formation de barres dans les galaxies telles qu’elles auraient été observées il y a entre huit et 11,5 milliards d’années. L’univers lui-même a 13,7 milliards d’années.
Sur 368 galaxies à disques observées, les chercheurs ont constaté que près de 20 % avaient des barres, soit deux fois plus que celles observées par Hubble.
Le co-auteur, le Dr Dimitri Gadotti, du Centre d’Astronomie Extragalactique du Département de Physique de l’Université de Durham, a noté : « Nous avons découvert qu’il y avait beaucoup plus de barres dans l’univers primitif que celles trouvées auparavant dans les études de Hubble, ce qui implique que la galaxie dirigée par des barres L’évolution se produit depuis bien plus longtemps qu’on ne le pensait auparavant. Le fait qu’il y ait beaucoup plus de barres est ce qui est très excitant.
« Les simulations de l’univers doivent maintenant être examinées pour voir si nous obtenons les mêmes résultats que les observations que nous avons faites avec James Webb. Nous devons penser au-delà de ce que nous pensions savoir. »
En remontant plus loin dans le temps, les chercheurs ont pu voir de moins en moins de galaxies formant des barres.
Ils disent que cela pourrait être dû au fait que les galaxies situées à un stade encore plus précoce de l’univers pourraient ne pas être aussi bien formées. Il n’existe actuellement aucun moyen de voir des barres d’étoiles plus courtes, qui sont moins faciles à repérer, même avec la puissance télescopique accrue offerte par le JWST.
Les chercheurs disent qu’ils veulent maintenant étudier encore plus de galaxies dans l’univers primitif pour voir si elles ont également formé des barres. Ils espèrent éventuellement remonter plus loin dans le temps – 12,2 milliards d’années – pour examiner la croissance des barres au fil du temps et quels sont les mécanismes à l’origine de cette croissance.
Le JWST remplace le télescope spatial Hubble et est le télescope spatial le plus grand et le plus puissant jamais construit.
Le Centre d’astronomie extragalactique de l’Université de Durham a participé au développement scientifique du télescope, notamment de l’instrument infrarouge moyen (MIRI), utilisé pour sonder les galaxies et les trous noirs. Le Centre d’instrumentation avancée de Durham a également fabriqué certaines des optiques de l’instrument à unité de champ intégrée du spectrographe proche infrarouge du JWST (NIRSpec).
La dernière étude a également inclus des scientifiques de l’Institut de cosmologie informatique de l’Université de Durham, de l’Université de Victoria, au Canada ; Centre d’astrophysique Jodrell Bank — Université de Manchester, Royaume-Uni ; l’Observatoire européen austral ; le Département d’astronomie et des sciences atmosphériques, Université nationale de Kyungpook, République de Corée ; l’Institut Max Planck d’astronomie, Allemagne ; Université d’Aix Marseille, France.
Plus d’information:
Zoe Le Conte et al, Une enquête JWST sur la fraction de barre aux redshifts 1 < z < 3, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (2024). DOI : 10.1093/mnras/stae921. Sur arXiv: DOI : 10.48550/arxiv.2309.10038