Un très rare anneau de feu cosmique d’il y a 11 milliards d’années

Des astronomes ont découvert un « anneau de feu cosmique », une galaxie en forme de gigantesque Donut. Ce type de galaxie est extrêmement rare, surtout pour son âge, et elle est probablement le résultat d’une collision avec une galaxie plus petite que l’on peut encore voir s’attarder près du lieu de l’accident.

Cette galaxie à anneau, appelée R5519, est très éloignée de la Terre, tant dans l’espace que dans le temps, puisqu’elle se trouve à 10,8 milliards d’années-lumière.

Image d’entête : représentation artistique de R5519. (James Josephides/ Swinburne Astronomy Productions)

Elle a à peu près la même taille que la Voie lactée, mais le trou au milieu s’étend sur plus de 30 000 années-lumière. À titre de comparaison, si notre galaxie d’origine avait un trou aussi grand en son centre, il s’étendrait au-delà du système solaire.

L’anneau lui-même est illuminé par une grande densité d’étoiles, suite à la collision qui a déclenché une vague de formation de nouvelles étoiles. En fait, R5519 en produit à un rythme 50 fois supérieur à celui de la Voie lactée.

L’équipe affirme que cette forme inhabituelle a probablement été causée par une rencontre violente avec une autre galaxie. Il fut un temps où R5519 aurait eu la forme d’un disque mince, jusqu’à ce qu’une galaxie plus petite en traverse le centre. Les effets gravitationnels de la collision auraient fait onduler les étoiles vers l’extérieur, laissant le centre pratiquement vide.

Et bien sûr, sur les images de Hubble, on peut voir une petite galaxie à proximité, ce qui fournit la preuve nécessaire à cette hypothèse.

Une image composite de la galaxie en anneau R5519 compilée à partir d’images monochromes prises par le télescope spatial Hubble. (Tiantian Yuan/ Télescope spatial Hubble)

Cela ferait de R5519 une extrême rareté. La plupart des galaxies à anneau tirent leur structure de processus internes, lorsque l’immense « front » d’étoiles et de matière devient instable et balaie avec efficacité la zone intérieure. Mais les anneaux résultant de collisions sont environ 1 000 fois plus rares.

Et celui-ci est dans une classe à part. C’est la première galaxie à anneau de collision à se trouver à une si grande distance, ce qui signifie qu’elle a formé cette structure il y a près de 11 milliards d’années. Le problème, c’est que l’on pense que les galaxies ne seraient pas assez avancées pour avoir un disque mince aussi tôt dans l’évolution de l’univers.

Selon Kenneth Freeman, coauteur de l’étude :

Dans le cas de cette galaxie à anneau, nous nous penchons sur le début de l’univers à 11 milliards d’années près, à une époque où les disques minces ne faisaient que s’assembler. À titre de comparaison, le disque mince de notre Voie lactée a commencé à s’assembler il y a seulement 9 milliards d’années environ. Cette découverte indique que l’assemblage des disques dans les galaxies spirales s’est fait sur une période plus longue qu’on ne le pensait auparavant.

Ce n’est pas la seule étude récente à remettre en question l’origine des premières structures galactiques. Au début de cette semaine, des astronomes ont découvert une galaxie de 12,3 milliards d’années avec une forme de disque, soit 4, 5 milliards d’années plus tôt que ce que l’on supposait.

Il semble que nous ayons encore beaucoup à découvrir sur les premières années de l’univers.

L’étude publiée dans Nature Astronomy : A giant galaxy in the young Universe with a massive ring et présentée sur le site de l’ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions, ASTRO 3D : Astronomers see ‘cosmic ring of fire’, 11 billion years ago.