Une fabrique d'étoiles dans l'Univers jeune remet en cause la théorie de l'évolution des galaxies
L'observatoire spatial de l'ESA Herschel a découvert une galaxie extrêmement éloignée fabriquant des étoiles à une vitesse plus de 2000 fois plus rapide que la Voie Lactée. Vue à, une époque où l'Univers avait moins d'un milliard d'années, sa simple existence remet en cause nos théories sur l'évolution des galaxies.
La galaxie, connue sous le nom de HFLS3, apparaît à peine plus lumineuse qu'une faible tache rouge sur les images HerMES d'Herschel (Herschel Multi-tiered Extragalactic Survey). Mais les apparences peuvent être trompeuses : cette petite tache est en réalité une fabrique d'étoiles qui transforme furieusement le gaz et la poussière en nouvelles étoiles.
La galaxie HFLS3 a été initialement trouvée comme étant un petit point rouge dans les images submillimétriques d'Herschel (image principale et panneaux de droite). Les observations suivantes avec des télescopes au sol, allant du visible aux ondes millimétriques (encadrés) ont montré qu'il y a deux galaxies apparaissant très proches l'une de l'autre. Elles sont à des distances très différentes, néanmoins avec l'une d'elles, vue en ondes millimétriques (encadré bleu), si distante que nous la voyons comme elle était quand l'Univers avait juste 880 millions d'années. HFLS3 est une galaxie dite à "explosion d'étoiles maximum", la plus distante de son type jamais trouvée.
La distance extrême de HFLS3 signifie que sa lumière a traversé, presque 13 milliards d'années dans l'espace avant de nous atteindre. Nous la voyons donc comme elle a existé lorsque l'Univers était âgé de seulement 880 million d'années après le Big Bang soit 6.5% de son âge actuel.
Même dans le très jeune Univers, HFLS3 avait une masse proche de celle de la Voie Lactée, avec environ 140 milliards de fois la masse du Soleil sous forme d'étoiles et de matériaux de formation d'étoiles. Après 13 milliards d'années, elle aurait dû avoir grossi pour devenir aussi grosse que les galaxies les plus massives connues dans l'Univers local.
Ce qui fait de cet objet une énigme. Selon les théories actuelles de l'évolution des galaxies, les galaxies aussi massives que HFLS3 ne devraient pas exister si tôt après le Big Bang.
HFLS3 fabrique tant d'étoiles qu'elle est appelée une galaxie à "explosion d'étoiles maximum". Toute la galaxie est enveloppée d'étoiles en formation, au point que les radiations intenses des étoiles jeunes éjectent presque le matériau pour former les étoiles de la galaxie. Des environnements comme celui-ci n'existent pas à des échelles de la taille d'une galaxie dans l'Univers actuel.
Même dans l'Univers jeune, ce type de galaxies devaient être extrêmement rares. La simple existence d'un seul de ces objets si tôt dans l'Univers remet en cause les théories actuelles de la formation des premières galaxies, qui prédisent qu'elles ne doivent atteindre de telles masses que bien plus tard.
Lire la nouvelle complète sur le site web de l'ESA (en anglais)
Publication :
"A Dust Obscured Massive Hyper Starburst Galaxy at Redshift 6.34", by D. A. Riechers et al. is published in Nature, 18 April 2013.
