Un télescope naturel révèle un tout petit berceau d'étoiles dans l'Univers primitif

Une équipe d'astronomes dirigée par Jean-Paul Kneib [1] et Kirsten Kraiberg Knudsen [2], a identifié une galaxie poussiéreuse, véritable nurserie d'étoiles alors que l'Univers avait seulement 1,5 milliards d'années. Parmi les galaxies primordiales produisant massivement de nouvelles étoiles c'est la galaxie la plus lointaine et la plus petite connue à ce jour.

Cette galaxie a été découverte grâce au phénomène de lentille gravitationnelle, aussi appelé télescope cosmique. D'après la théorie de la relativité générale, un amas de galaxies, du fait de sa forte masse, déforme l'Espace-Temps. Ainsi, la lumière d'une galaxie lointaine, alignée avec cet amas de galaxies, est amplifiée comme si on la regardait à travers un télescope. Avec l'aide de ce télescope cosmique, les astronomes ont pu mettre en évidence, pour la première fois, l'existence d'une petite galaxie primordiale très poussiéreuse, alors que l'Univers n'avait que 1,5 milliards d'années, se situant derrière l'amas de galaxies Abell 2218.


"Nous en savons très peu sur ce type de galaxies, surtout lorsque l'on remonte aussi loin dans l'âge de l'Univers", explique Kirsten Knudsen. "Il est donc très intéressant de découvrir l'existence de ces petites galaxies poussiéreuses à ces époques primordiales."

La quête de ce type de galaxies est semblable à une expédition archéologique où les astronomes remontent le temps. Depuis le sol, du fait de sa distance et de son importante quantité de poussière, cette galaxie n'est visible que dans les longueurs d'ondes submillimétriques [3]. C'est avec le télescope James Clerk Maxwell et le Submillimeter Array, tous deux situés au sommet du Mauna Kea à Hawaii, qu'a été détectée cette galaxie Bien que d'autres galaxies submillimétriques aient été trouvées dans l'univers primordial, c'est la plus petite du genre à cette époque. Elle est environ 10 fois plus petite que notre propre Voie lactée, et malgré cette petite taille, elle forme cent fois plus d'étoiles que notre Galaxie.

"Cette découverte est assez exceptionnelle et nous avons été vraiment surpris" explique Jean-Paul Kneib. "En effet, l'identification de cette galaxie risque fort de remettre en question les conclusions issues des précédentes observations qui suggèrent que la grande majorité des étoiles naissent au sein des galaxies les plus massives."

Un grand nombre de galaxies semblables ne pourra probablement être trouvé et étudié en détail qu'avec le télescope ALMA (Atacama Large Millimeter Array) [4] lorsqu'il sera pleinement en activité. Ces futures observations nous diront s'il s'agit d'une catégorie de galaxies rares ou non.


Notes:

[1] Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (INSU-CNRS / Université de Provence, Observatoire Astronomique Marseille Provence)

[2] institut d'Astronomie de Bonn

[3] Les jeunes étoiles massives présentes en grande quantité dans ces galaxies primordiales chauffent leur poussière interstellaire qui rayonne à leur tour dans l'infrarouge. Du fait de la grande distance, et donc de l'effet doppler, le rayonnement qui nous parvient se situe dans le domaine des longueurs d'onde radio submillimétrique.

[4] ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) est un équipement international pour l'astronomie. Il est le fruit d'un partenariat entre l'Europe, l'Amérique du Nord et l'Asie de l'Est en coopération avec la République du Chili. L'ESO est le partenaire européen d'ALMA avec une très forte implication de l'Institut de Radioastronomie Millimétrique (IRAM: INSU-CNRS, MPG, IGN). ALMA est un télescope révolutionnaire composé d'un réseau de 66 antennes géantes de 12 mètres et de 7 mètres de diamètre observant dans les longueurs d'onde millimétriques et submillimétriques. Les observations avec ALMA débuteront en 2011 avec les premières antennes en service.