Des images extraordinaires capturées par le télescope spatial Hubble et l’observatoire ALMA – utilisant une incroyable lentille gravitationnelle – ont révélé un phénomène remarquable qui s’est produit dans l’espace il y a 11 milliards d’années.
Au début de la vie de l’univers, alors qu’il n’avait que 3 milliards d’années et que les étoiles se formaient en abondance, un amas de galaxies s’est mystérieusement éteint et a cessé de produire des étoiles pour une raison inconnue.
Les récentes images télescopiques publiées par la NASA montrent six de ces galaxies dites « mortes » qui ont « vécu vite et sont mortes jeunes », peut-être littéralement à court d’hydrogène gazeux froid nécessaire à la formation d’étoiles, bien que d’autres raisons évoquées par les chercheurs soient également plausibles.
« À ce stade de notre univers, toutes les galaxies devaient former beaucoup d’étoiles. C’est l’époque d’un pic dans la formation d’étoiles », a déclaré Kate Whitaker, auteure de l’étude et professeur adjoint d’astronomie à l’université du Massachusetts, à Amherst.
D’autres explications supposent que le gaz est toujours là, mais chauffé par un trou noir supermassif au centre de la galaxie, selon Mme Whitaker ; ou que ce trou noir a expulsé le gaz et l’a empêché de revenir à nouveau dans la galaxie. Ces possibilités seront explorées plus avant grâce à de nouvelles observations.
L’emplacement des six « galaxies mortes » a été obtenu grâce aux capacités combinées du télescope Hubble (qui a localisé les étoiles dans les galaxies et montré où elles se sont formées dans le passé) et du radiotélescope ALMA (qui a détecté la poussière froide qui sert de substitut à l’hydrogène gazeux froid et montré aux astronomes où les étoiles pourraient se former à l’avenir si le combustible était suffisant).
Ces deux technologies, créées par l’homme, ont fonctionné en conjonction avec un phénomène naturel connu sous le nom de lentille gravitationnelle forte – durant lequel les galaxies d’avant-plan, dotées d’un pouvoir gravitationnel incroyable, déforment les images en arrière-plan, étirant et grossissant la lumière du passé lointain, l’exposant avec beaucoup plus de détails.
« En utilisant la lentille gravitationnelle forte comme un télescope naturel, nous pouvons trouver les galaxies les plus éloignées, les plus massives et les premières à arrêter leur formation d’étoiles », a déclaré Mme Whitaker. « J’aime penser que c’est comme faire de la recherche dans les années 2030 ou 2040 – avec de puissants télescopes spatiaux de nouvelle génération – mais c’est aujourd’hui tout simplement en combinant les capacités d’Hubble et d’ALMA, qui sont renforcées par la forte lentille. »
Le programme consacré à l’étude de ces galaxies mortes lointaines est judicieusement baptisé REQUIEM (Resolving QUIEscent Magnified Galaxies At High Redshift). Le décalage vers le rouge se produit lorsque la lumière des galaxies lointaines est étirée de sorte qu’elle apparaît décalée vers l’extrémité rouge du spectre.
Le télescope spatial Hubble est exploité au niveau international par la NASA et l’ESA, et géré par le Goddard Space Flight Center de la NASA dans le Maryland. ALMA (ou Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), situé dans le nord du Chili, est un radiotélescope de pointe avec 66 antennes de haute précisions, issu d’un partenariat international entre les États-Unis, le Japon, le Canada, la Corée du Sud, Taïwan, l’Europe et le Chili ; c’est l’outil d’observation spatial au sol dont le fonctionnement est le plus coûteux au monde.
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