Découverte de nombreuses galaxies formées peu de temps après le Big Bang

Publié par Michel,
Source: CNRS-INSU
Illustration: © LAM. OAMP. VIMOS-VLT/ESO. CFHT.Autres langues:
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Une équipe franco-italienne d'astronomes vient d'annoncer la découverte inattendue d'une abondante "population" de galaxies très lointaines observée lorsque l'Univers avait entre 1,5 à 4 milliards d'années. Ces observations indiquent que les galaxies de cette époque sont 2 à 6 fois plus nombreuses et forment 2 à 3 fois plus d'étoiles que ce qui avait été observé auparavant. Cette découverte, qui a été obtenue grâce aux performances du spectrographe VIMOS installé au foyer d'un des télescopes du VLT de l'ESO, implique une révision du scénario de formation des galaxies.


Image composite dans les bandes bleue, verte et rouge
dans la constellation de la Baleine.
(Voir légende détaillée en fin)

Un des objectifs principaux de la cosmologie est de retracer l'histoire des galaxies, depuis leur formation dès les premiers instants de l'Univers jusqu'à leur état actuel, et de comparer les observations aux modèles d'évolution. Ces recherches ont pour but de comprendre comment s'est organisée la matière dans l'Univers et de déterminer les grands phénomènes qui conditionnent son évolution. Une équipe de chercheurs français et italiens co-dirigée par Olivier Le Fèvre, directeur du LAM (CNRS - Université de Provence) en France, et par Gianpaolo Vettolani (INAF - IRA, Bologne) en Italie, participe avec succès à cette passionnante quête de la connaissance, alliant recherche fondamentale et conception d'instruments d'observation. Du savoir-faire unique en conception instrumentale de cette équipe est né VIMOS, un spectrographe réalisé par un consortium franco-italien piloté par le LAM et financé par l'ESO, le CNRS (INSU) et la région Provence-Alpes-Côte d'Azur en France, et par le CNR, l'INAF et le ministère de l'éducation en Italie.

En sélectionnant un échantillon de plus de 8000 galaxies seulement d'après leur luminosité dans la lumière rouge, le sondage VVDS a découvert près de 1000 galaxies à formation stellaire très importante se situant à une époque entre 1,5 et 4 milliards d'années après le Big Bang. La grande surprise a été de trouver deux à 6 fois plus de galaxies que celles qui avaient été observées jusqu'à présent par d'autres groupes. Ces galaxies avaient apparemment échappé aux observations conduites avant que VIMOS ne permette ce sondage, du fait d'une sélection beaucoup plus restrictive imposée par des spectrographes moins efficaces.

Cette découverte implique que les galaxies formaient bien plus d'étoiles tôt dans la vie de l'Univers que ne le laissaient supposer les observations précédentes. Ces observations vont nécessiter une révision profonde des théories de formation et d'évolution des galaxies.

Avec VIMOS les astronomes peuvent mesurer les distances et les propriétés d'un millier de galaxies très lointaines en une seule observation, et donc de compléter en quelques heures d'observation ce qui aurait nécessité plusieurs mois il y a quelques années. Avec une efficacité jusqu'à dix fois supérieure à ses concurrents, cet instrument permet pour la première fois d'effectuer un recensement complet et non biaisé de l'Univers distant. Des mesures quantitatives et précises de l'évolution des galaxies peuvent être faites en remontant le temps cosmique jusqu'à une époque ou l'Univers n'avait qu'une fraction de son âge actuel, il y a 10 à 12 milliards d'années, soit entre 1,5 et 2 milliards d'années après le Big Bang.

Depuis son installation début 2002 sur l'un des télescopes de 8 mètres de l'ESO, VIMOS a recueilli des données sur 45.000 galaxies lointaines dans le cadre du sondage VVDS. L'analyse de ces données a déjà offert son lot de découvertes d'importance publiées par ailleurs dans la revue européenne Astronomy and Astrophysics.

Légende de l'image
Image composite dans les bandes bleue, verte et rouge dans le champ VVDS de la constellation de la Baleine.
Tout comme trouver une aiguille dans une botte de foin, identifier les galaxies très distantes au travers de l'immensité de l'espace en avant plan n'est pas chose facile. En sélectionnant les galaxies sur la base de leur lumière rouge, l'équipe du sondage VIMOS VLT Deep Survey a pu découvrir une importante population de galaxies inconnues auparavant (identifiées par des cercles). Dans ce petit champ de 3 millèmes de degré carré (soit 1/60ième de la pleine Lune), il y a 13 galaxies appartenant à cette population, et près de 1000 galaxies similaires ont été découvertes dans l'ensemble du champ exploré par le VVDS.


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