Vue rapprochée de la galaxie Haro 11. Crédit d'image: Hubble. Cliquez pour agrandir
Une minuscule galaxie a donné aux astronomes un aperçu d'un moment où les premiers objets brillants de l'univers se sont formés, mettant fin aux âges sombres qui ont suivi la naissance de l'univers.
Des astronomes suédois, espagnols et de l’université Johns Hopkins ont utilisé le satellite Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE) de la NASA pour effectuer la première mesure directe des rayonnements ionisants qui fuient d’une galaxie naine subissant une explosion d’étoiles. Le résultat, qui a des ramifications pour comprendre comment le premier univers a évolué, aidera les astronomes à déterminer si les premières étoiles? ou un autre type d'objet? mis fin à l'âge sombre cosmique.
L'équipe présentera ses résultats le 12 janvier lors de la 207e réunion de l'American Astronomical Society à Washington, D.C.
Considérées par de nombreux astronomes comme des reliques d'un stade précoce de l'univers, les galaxies naines sont de petites galaxies très pâles contenant une grande fraction de gaz et relativement peu d'étoiles. Selon un modèle de formation de galaxies, bon nombre de ces petites galaxies ont fusionné pour former les plus grandes d'aujourd'hui. Si c'est vrai, toutes les galaxies naines observées maintenant peuvent être considérées comme des «fossiles» qui ont réussi à survivre? sans changements importants? d'une période antérieure.
Dirigée par Nils Bergvall de l'Observatoire astronomique d'Uppsala, en Suède, l'équipe a observé une petite galaxie, connue sous le nom de Haro 11, qui est située à environ 281 millions d'années-lumière dans la constellation sud du sculpteur. L’analyse par l’équipe des données FUSE a produit un résultat important: entre 4% et 10% du rayonnement ionisant produit par les étoiles chaudes de Haro 11 est capable de s’échapper dans l’espace intergalactique.
L'ionisation est le processus par lequel les atomes et les molécules sont débarrassés des électrons et convertis en ions chargés positivement. L'histoire du niveau d'ionisation est importante pour comprendre l'évolution des structures dans le premier univers, car elle détermine la facilité avec laquelle les étoiles et les galaxies peuvent se former, selon BG Andersson, chercheur au Henry A. Rowland Department of Physics and Astronomy at Johns Hopkins et un membre de l'équipe FUSE.
«Plus un gaz devient ionisé, moins il peut refroidir efficacement. Le taux de refroidissement à son tour contrôle la capacité du gaz à former des structures plus denses, telles que les étoiles et les galaxies », a déclaré Andersson. Plus le gaz est chaud, moins il est probable que des structures se forment, a-t-il déclaré.
L'histoire d'ionisation de l'univers révèle donc quand les premiers objets lumineux se sont formés, et quand les premières étoiles ont commencé à briller.
Le Big Bang s'est produit il y a environ 13,7 milliards d'années. A cette époque, l'univers infantile était trop chaud pour que la lumière brille. La matière était complètement ionisée: les atomes étaient divisés en électrons et noyaux atomiques, qui diffusent la lumière comme du brouillard. En se dilatant puis en se refroidissant, la matière s'est combinée en atomes neutres de certains des éléments les plus légers. L'empreinte de cette transition est aujourd'hui considérée comme un rayonnement de fond micro-ondes cosmique.
L'univers actuel est cependant principalement ionisé; les astronomes conviennent généralement que cette réionisation s'est produite il y a entre 12,5 et 13 milliards d'années, lorsque les premières galaxies et amas de galaxies à grande échelle se sont formés. Les détails de cette ionisation ne sont pas encore clairs, mais présentent un intérêt intense pour les astronomes qui étudient ces soi-disant «âges sombres» de l'univers.
Les astronomes ne savent pas si les premières étoiles ou un autre type d'objet ont mis fin à ces âges sombres, mais les observations FUSE de "Haro 11" fournissent un indice.
Les observations aident également à mieux comprendre comment l'univers s'est réionisé. Selon l'équipe, les contributeurs probables incluent le rayonnement intense généré lorsque la matière est tombée dans des trous noirs qui ont formé ce que nous considérons maintenant comme des quasars et la fuite de rayonnement provenant de régions de formation précoce d'étoiles. Mais jusqu'à présent, aucune preuve directe de la viabilité de ce dernier mécanisme n'était disponible.
«Il s'agit du dernier exemple où l'observation FUSE d'un objet relativement proche a des ramifications importantes pour les questions cosmologiques», a déclaré le Dr George Sonneborn, scientifique du projet NASA / FUSE au Goddard Space Flight Center de la NASA, Greenbelt, Md.
Ce résultat a été accepté pour publication par la revue européenne Astronomy and Astrophysics.
Source d'origine: communiqué de presse de JHU
