Des astronomes retournent 13 milliards d’années en arrière pour observer deux galaxies entrées en collision
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Les astronomes travaillant avec l’Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) au Chili et le télescope spatial Hubble ont révélé une observation historique. À l’aide de trois signaux différents, les chercheurs ont créé une image composite d’une lumineuse tache galactique située à 13 milliards d’années-lumière de distance. En comparant ces différents signaux, les astronomes ont déterminé que l’objet cosmique n’est pas une galaxie, mais plutôt deux qui fusionnent ensemble. Tout cela s’est produit à peine un milliard d’années après le Big Bang, ce qui en fait le plus ancien exemple de fusion de galaxies découvertes à ce jour.
Image d’entête : représentation artistique de la fusion des galaxies B14-65666 situées à 13 milliards d’années-lumière. (NAOJ)
Les chercheurs dirigés par Takuya Hashimoto, chercheur postdoctoral à la Japan Society for the Promotion of Science et à l’université Waseda (Japon), ont analysé les signaux d’oxygène, de carbone et de poussière provenant d’un objet éloigné connu sous le code de B14-65666.
De précédentes observations effectuées avec le télescope spatial Hubble ont révélé deux amas d’étoiles dans B14-65666. La nouvelle observation, cependant, a été effectuée à l’aide de signaux multiples qui véhiculent des informations complémentaires. Cela a permis aux chercheurs de confirmer que les deux taches brillantes forment un système unique, bien qu’elles aient des vitesses différentes. La seule explication viable est que les deux objets sont, en fait, deux galaxies en cours de fusion.
Image composite de B14-65666 montrant la répartition de la poussière (rouge), de l’oxygène (vert) et du carbone (bleu) observée par ALMA et des étoiles (blanches) observées par le télescope spatial Hubble. (ALMA (ESO/ NAOJ/ NRAO), NASA/ ESA Hubble Space Telescope, Hashimoto et col.)
Parce qu’il a fallu 13 milliards d’années pour que la lumière de B14-65666 nous atteigne, ce que nous voyons actuellement est en fait à quoi ressemblaient les deux galaxies en fusion il y a 13 milliards d’années. Durant cette période de l’univers primitif, B14-65666 produisait des étoiles 100 fois plus activement que la Voie lactée. C’est un autre signe de fusion galactique, car la compression des gaz dans les galaxies en collision accélère naturellement la formation des étoiles.
Selon Hashimoto :
Grâce aux riches données de l’ALMA et de l’HST, combinées à une analyse avancée des données, nous pourrions rassembler les pièces pour montrer que B14-65666 est une paire de galaxies qui fusionnent au tout début de l’Univers. La détection d’ondes radio de trois composants dans un objet aussi éloigné démontre clairement la grande capacité de l’ALMA à étudier l’Univers lointain.
La fusion est le type le plus violent d’interaction entre des galaxies. Elle donne aussi une belle image, car les forces gravitationnelles attirent de longs flux d’étoiles. Mais malgré la force destructrice des fusions galactiques, les collisions et les fusions de galaxies entières jouent un rôle crucial dans leur évolution. La Voie lactée, par exemple, a probablement fait l’objet de nombreuses fusions avant d’atteindre sa forme actuelle. En fait, notre galaxie n’a plus que 4 milliards d’années à vivre avant d’entrer en collision avec la galaxie géante d’Andromède.
Selon Akio Inoue, professeur à l’université Waseda :
Notre prochaine étape est la recherche de l’azote, un autre élément chimique majeur, et même de la molécule de monoxyde de carbone. En fin de compte, nous espérons comprendre la circulation et l’accumulation d’éléments et de matériaux dans le contexte de la formation et de l’évolution des galaxies.
L’étude publiée dans The Journal of the Astronomical Society of Japan : « Big Three Dragons »: a z = 7.15 Lyman BreakGalaxy Detected in [OIII] 88 $\mu$m, [CII] 158 $\mu$m, and Dust Continuum with ALMA et présentée sur le site de l’Observatoire astronomique national du Japon : ALMA Finds Earliest Example of Merging Galaxies.