Dans une parcelle de ciel à 3,5 milliards d'années-lumière, il y a des galaxies elliptiques brumeuses, des spirales colorées, des arcs bleus et des formes déformées qui se rassemblent. C'est le résultat d'une vaste collision cosmique qui a eu lieu au cours de 350 millions d'années.
Le désordre est un trésor d'informations pour les astronomes, leur permettant de reconstituer l'histoire d'une accumulation cosmique de plusieurs amas de galaxies.
Mais maintenant, les astronomes creusent à travers l'obscurité à proximité. Ils observent les étoiles restantes qui ont été jetées à la dérive dans l'espace intergalactique. Ces étoiles devraient émettre une faible lueur connue sous le nom de lumière intracluster qui - jusqu'à présent - est restée principalement un sujet de spéculation.
Mireia Montes et Ignacio Trujillo, tous deux de l'Université de La Laguna, en Espagne, ont utilisé le télescope spatial Hubble pour observer le groupe susmentionné, Abel 2744, dans des détails exquis. Le cluster a déjà gagné le surnom de cluster Pandora pour son passé violent.
L'équipe a examiné à la fois les images couleur visibles et proche infrarouge du cluster, puis a divisé ces images couleur par luminosité. Cela a permis à Montes et Trujillo de déterminer la couleur de la lueur la plus faible de l'amas et donc de glaner l'âge, le contenu chimique et la masse totale des étoiles fantômes.
Comparées aux étoiles des galaxies de l'amas, les étoiles fantômes émettent une lumière plus bleue et sont donc riches en éléments plus lourds comme l'oxygène, le carbone et l'azote. Les étoiles diffusées doivent donc être des étoiles de deuxième ou troisième génération enrichies par des supernovae précédentes. Mais ils sont encore entre trois et neuf milliards d'années plus jeunes que les étoiles dans les galaxies de l'amas.
L'équipe estime que la lumière combinée d'environ 100 milliards d'étoiles bannies contribue à environ 6% de la luminosité du cluster.
Mais comment les étoiles ont-elles été jetées de leurs galaxies respectives en premier lieu? Cette nouvelle preuve médico-légale suggère que de violentes collisions ont déchiré entre quatre et six galaxies de la taille de la voie lactée, dispersant leurs étoiles dans l'espace intergalactique.
"Les données Hubble révélant la lumière fantôme sont des avancées importantes dans la compréhension de l'évolution des amas de galaxies", a déclaré Trujillo dans un communiqué de presse. "Il est également incroyablement beau en ce que nous avons trouvé l'éclat révélateur en utilisant les capacités uniques de Hubble."
L'Abell 2744 n'est qu'une cible dans le programme Frontier Fields de Hubble, qui cartographiera cinq autres amas de galaxies dans des détails superbes.
Les résultats ont été publiés dans le Astrophysical Journal et sont disponibles en ligne.
