Des astronomes découvrent une « image miroir » de la Voie lactée datant de plusieurs milliards d’années


Vous êtes-vous déjà demandé à quoi ressemblait notre galaxie la Voie lactée au début de son histoire ?

Une impression d’artiste de notre Voie lactée dans sa jeunesse. La galaxie Sparkler présente une activité similaire à celle d’une Voie lactée naissante. (James Josephides/Swinburne University/CC BY 4.0)

Des astronomes utilisant le télescope Webb (JWST) ont découvert une autre galaxie qui est presque une image miroir de notre galaxie à l’état naissant.

Elle est surnommée “The Sparkler”. C’est parce qu’elle a environ deux douzaines d’amas globulaires scintillants en orbite autour d’elle. On y trouve également quelques galaxies naines, qui sont avalées par la galaxie.

La vue du JWST montre la Sparkler telle qu’elle était lorsque l’Univers n’avait que quatre milliards d’années, soit environ un tiers de l’âge actuel de l’Univers. Cela implique que cette galaxie, comme la Voie lactée, a commencé à se former très tôt dans l’histoire du cosmos.

Si la Sparkler suit le même chemin de croissance que la Voie lactée par le biais de fusions et d’acquisitions de galaxies, elle devrait croître de la même manière que la Voie lactée. Dans environ neuf milliards d’années, elle pourrait beaucoup ressembler à une jumelle de la nôtre.

Un substitut lointain et précoce de notre Voie lactée

La Sparkler se trouve dans la direction de la constellation Volans (dans le ciel de l’hémisphère sud). Elle est assez éloignée, à un décalage vers le rouge de z = 1,38. Cela représente environ 9 milliards d’années-lumière et la situe à un moment situé quelques milliards d’années après le Big Bang. Comme la Voie lactée, la Sparkler n’a pas surgi du cosmos entièrement formée.

Les deux galaxies ont commencé comme des “surdensités” de matière (comme des nuages d’hydrogène neutre) dans l’Univers primitif. Imaginez-les comme des “graines” de galaxies attirées ensemble par leur attraction gravitationnelle. Les amas globulaires sont nés dans certains de ces amas, probablement un peu avant la naissance de la galaxie. C’est pourquoi les étoiles de certains amas globulaires sont plus anciennes que leur galaxie.

Puis vint une ère de “fusions et d’acquisitions”, lorsque la Voie lactée naissante (et sans doute aussi la Sparkler) commença à cannibaliser les galaxies naines voisines. C’est un grand pas dans l’évolution. Il est possible qu’au moins la moitié de la masse de notre propre galaxie provienne de ces fusions. Au fil du temps, toute cette matière s’est fondue dans le disque spiralé où se trouvent aujourd’hui le Soleil et la plupart des autres étoiles.

L’avenir de Sparkler comparé à celui de la Voie lactée

La Sparkler suivra-t-elle le même chemin d’évolution que la Voie lactée ? D’après les données du JWST, il semble que oui. Bien qu’elle ne représente actuellement qu’une petite fraction de la masse de la Voie lactée – environ 3 % – cela va changer à mesure qu’elle absorbe d’autres galaxies plus petites. À terme, sa masse sera égale à celle de la Voie lactée dans l’Univers actuel.

C’est plutôt excitant, car cela donne aux astronomes une chance de comprendre ce qui s’est passé lors de l’évolution de notre propre galaxie.

“Nous semblons être les premiers témoins de l’assemblage de cette galaxie au fur et à mesure qu’elle accumule sa masse – sous la forme d’une galaxie naine et de plusieurs amas globulaires”, a déclaré le professeur Duncan Forbes de l’université Swinburne en Australie.

Il a étudié la galaxie et ses amas, avec le professeur Aaron Romanowsky de l’université d’État de San Jose en Californie.

“Nous sommes enthousiasmés par cette occasion unique d’étudier à la fois la formation des amas globulaires et une Voie lactée naissante, à une époque où l’Univers n’avait qu’un tiers de son âge actuel”, a-t-il ajouté.

Forbes et Romanowsky ont utilisé les données du JWST pour explorer les âges et les métallités de plusieurs “sparkles” (sources compactes) dans et autour de la galaxie Sparkler. L’objectif était d’étudier la métallicité d’une série d’amas d’étoiles compacts entourant la Sparkler. Les scientifiques voulaient voir s’ils ressemblaient à des versions plus jeunes des globulaires de la Voie lactée.

Des indices de l’histoire ancienne de la Sparkler dans ses amas globulaires

Les observations du Sparkler par le JWST pourraient également répondre à diverses questions sur les amas globulaires et leur formation, selon M. Romanowsky. “L’origine des amas globulaires est un mystère de longue date”, a-t-il déclaré. “Nous sommes ravis que le JWST puisse remonter le temps pour les voir dans leur jeunesse.”

Il s’avère que les amas de Sparker présentent des similitudes frappantes avec certains des amas globulaires de la Voie lactée. Plusieurs d’entre eux semblent s’être formés très tôt et les étoiles sont très riches en métaux. Cela semble indiquer un processus très rapide d’enrichissement chimique dans l’Univers primitif.

Dans quelques amas, les étoiles étaient légèrement plus âgées et pauvres en métaux que dans les autres amas. Elles appartiennent probablement à une galaxie satellite de faible masse qui est en train d’être ingérée par le Sparkler. La scène rappelle beaucoup l’histoire des fusions de la Voie lactée tout au long de son existence.

Des données supplémentaires sont nécessaires

Pour mieux comprendre l’état d’évolution de Sparkler et de ses amas, les deux scientifiques affirment qu’il est nécessaire d’observer davantage d’amas de type similaire autour d’autres galaxies lointaines dans l’univers. Cela permettrait de déterminer si Sparkler est typique du style de fusion de l’évolution des galaxies (similaire à la Voie lactée).

Si ce n’est pas le cas, les détails de l’évolution précoce des galaxies, de l’enrichissement chimique, de la croissance de la masse et de la formation des amas d’étoiles devront peut-être être revus.

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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche


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