Ces galaxies primitives brillent beaucoup plus que prévu: pourquoi ?

Formées environ 500 millions d'années après le Big Bang, certaines des galaxies primitives dégagent une luminosité si intense qu'elle défie notre compréhension actuelle. En effet, une telle brillance était jusqu'alors associée uniquement aux galaxies massives, telles que la Voie Lactée, qui ont mis bien plus de temps à se former.


Cette découverte du télescope spatial James Webb remet en cause les théories selon lesquelles, quelques millions d'années après le Big Bang, l'énergie s'est condensée en matière, aboutissant à la formation lente des premières étoiles. Le télescope a révélé un nombre étonnamment élevé d'étoiles dans ces galaxies primitives.

Les astronomes ont trouvé une réponse possible à cette énigme: un grand groupe de galaxies vieilles de 12 milliards d'années, dont près de 90 % étaient entourées de gaz brillant. Ce gaz, une fois allumé par la lumière des étoiles environnantes, a déclenché des explosions de formation d'étoiles lorsque le gaz s'est refroidi. Cette recherche, destinée à être publiée dans The Astrophysical Journal, a été dirigée par Anshu Gupta, astrophysicien à l'Université de Curtin en Australie.

Anshu Gupta explique que "les interactions avec les galaxies voisines sont responsables de la luminosité inhabituelle des galaxies primitives". Ces interactions auraient également contribué à leur nature plus massive.

L'étude des nuages de gaz brillants a été réalisée à l'aide de l'exploration avancée Deep Extragalactic du télescope spatial James Webb, qui a utilisé trois de ses instruments pour collecter des images infrarouges des galaxies, puis analyser leurs spectres. En examinant les fréquences de lumière émises par ces galaxies, les chercheurs ont découvert des pics de "caractéristiques d'émission extrêmes", indiquant que le gaz capturait la lumière des étoiles proches avant de la réémettre.

La comparaison de ce spectre d'émission avec ceux mesurés dans les galaxies plus récentes a révélé que seulement environ 1 % d'entre elles présentaient des caractéristiques similaires. Cette étude offre un aperçu important des galaxies précoces et des débuts de la chimie de l'Univers.

Pour Anshu Gupta, il est essentiel de comprendre les conditions entourant les galaxies et les étoiles dans l'Univers primitif pour mieux appréhender notre propre monde, car "les éléments chimiques qui constituent tout ce qui est tangible sur Terre et dans l'Univers, à l'exception de l'hydrogène et de l'hélium, trouvent leur origine dans les cœurs d'étoiles lointaines".