Les astronomes ont identifié une galaxie exceptionnellement active, appelée Y1, qui existait seulement 800 millions d’années après le Big Bang. Cette galaxie forme des étoiles à un rythme 180 fois plus rapide que la Voie lactée, révélant une époque jusqu’alors inconnue de naissance intense d’étoiles dans le cosmos primitif. Cette découverte offre des informations essentielles sur la manière dont les galaxies ont évolué rapidement au cours des étapes de formation de l’univers.
Formation d’étoiles sans précédent
L’extraordinaire productivité de Y1 a été confirmée en mesurant la température de sa poussière cosmique surchauffée à l’aide du Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). La lumière émise par cette galaxie primordiale, voyageant pendant 13 milliards d’années, a révélé un environnement de formation d’étoiles unique.
“Nous revenons à une époque où l’univers produisait des étoiles beaucoup plus rapidement qu’aujourd’hui”, explique le chef d’équipe Tom Bakx de l’Université de technologie Chalmers. Des observations précédentes avaient déjà détecté de la poussière dans Y1, ce qui en faisait la galaxie la plus éloignée avec de la poussière rougeoyante directement détectée. Cela a conduit les chercheurs à soupçonner une usine à étoiles inhabituellement efficace.
Le puzzle de la poussière précoce
La recherche aborde une énigme de longue date en cosmologie : l’abondance de poussière dans les premières galaxies. Les modèles conventionnels ont du mal à expliquer comment de si jeunes galaxies pourraient accumuler d’importantes réserves de poussière, car la poussière est principalement créée par des étoiles plus âgées et mourantes. La température élevée de la poussière de Y1 offre une résolution potentielle.
“Les galaxies du premier univers semblent trop jeunes pour la quantité de poussière qu’elles contiennent”, note Laura Sommovigo du Flatiron Institute. “Mais une petite quantité de poussière chaude peut paraître aussi brillante que de grandes quantités de poussière froide. C’est exactement ce que nous observons au premier an.”
Cela suggère que l’abondance apparente de poussière pourrait être une illusion d’optique – le résultat de grains de poussière plus chauds et plus brillants plutôt que d’une simple quantité.
Les conditions d’une naissance précoce des étoiles
Le taux extrême de formation d’étoiles de Y1 reflète probablement les conditions uniques du premier univers. À cette époque, les galaxies étaient plus petites, plus denses et connaissaient une croissance rapide. La période intense d’explosion d’étoiles, produisant environ 180 masses solaires d’étoiles par an, n’aurait pas duré indéfiniment. Cependant, des sursauts similaires auraient pu être courants au début de l’univers.
“Nous ne savons pas dans quelle mesure de telles phases pourraient être courantes”, ajoute Bakx. “Mais nous prévoyons de rechercher davantage d’exemples d’usines vedettes comme celle-ci.”
Implications pour l’évolution de la galaxie
La découverte de Y1 renforce l’idée selon laquelle l’univers primitif était une période d’évolution galactique accélérée et chaotique. La formation intense d’étoiles provoquée par des environnements comme Y1 a probablement joué un rôle crucial dans l’ensemencement de l’univers avec des éléments lourds et dans la formation des structures que nous observons aujourd’hui.
Des recherches plus approfondies utilisant les capacités haute résolution d’ALMA seront essentielles pour comprendre les mécanismes détaillés à l’origine de la formation des étoiles de Y1. Cela inclut l’identification des sources de sa production d’énergie extrême et la cartographie de la répartition des gaz et des poussières dans la galaxie.
L’étude de Y1 et des usines stellaires similaires continuera à affiner notre compréhension des premières galaxies de l’univers et des conditions qui leur ont permis de croître si rapidement.
