Les ondes submillimétriques détectées avec ALMA sont affichées à gauche, indiquant l'emplacement de la poussière dense et du gaz où les étoiles se forment. La lumière optique et infrarouge vue avec le télescope spatial Hubble est montrée au milieu et à droite, respectivement. Un grand disque galactique est vu dans l'infrarouge, tandis que trois jeunes amas d'étoiles sont vus en lumière optique. Crédit :ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Télescope spatial Hubble NASA/ESA, Tadaki et al.
Les astronomes ont découvert que la formation d'étoiles actives gonfle les galaxies, comme la levure aide à lever le pain. A l'aide de trois puissants télescopes au sol et en orbite, ils ont observé des galaxies il y a 11 milliards d'années et ont découvert une formation explosive d'étoiles au cœur des galaxies. Cela suggère que les galaxies peuvent changer de forme sans interaction avec d'autres galaxies.
« On pense que les galaxies elliptiques massives sont formées à partir de collisions de galaxies à disques, " dit Ken-ichi Tadaki, l'auteur principal de deux articles de recherche et chercheur postdoctoral à l'Observatoire astronomique national du Japon (NAOJ). "Mais, il n'est pas certain que toutes les galaxies elliptiques aient subi une collision galactique. Il y a peut-être une autre voie."
Visant à comprendre la métamorphose galactique, l'équipe internationale a exploré des galaxies lointaines à 11 milliards d'années-lumière. Parce qu'il faut du temps pour que la lumière des objets éloignés nous atteigne, en observant des galaxies à 11 milliards d'années-lumière, l'équipe peut voir à quoi ressemblait l'Univers il y a 11 milliards d'années, 3 milliards d'années après le Big Bang. Cela correspond à l'époque de pointe de la formation des galaxies; les fondations de la plupart des galaxies ont été formées à cette époque.
Recevoir une faible lumière qui a voyagé 11 milliards d'années est un travail difficile. L'équipe a exploité la puissance de trois télescopes pour anatomiser les anciennes galaxies. D'abord, ils ont utilisé le télescope Subaru de 8,2 m de NAOJ à Hawai`i et ont sélectionné 25 galaxies à cette époque. Ensuite, ils ont ciblé les galaxies pour des observations avec le télescope spatial Hubble (HST) de la NASA/ESA et l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Les astronomes ont utilisé HST pour capturer la lumière des étoiles qui nous indique le "courant" (à partir du moment où la lumière a été émise, il y a 11 milliards d'années) forme des galaxies, tandis qu'ALMA observait des ondes submillimétriques provenant de nuages froids de gaz et de poussière, où de nouvelles étoiles se forment. En combinant les deux, nous connaissons les formes des galaxies il y a 11 milliards d'années et comment elles évoluent.
Les étoiles se forment activement dans l'énorme réservoir de poussière et de gaz au centre de la galaxie. Crédit :NAOJ
Grâce à leur haute résolution, HST et ALMA pourraient illustrer la métamorphose des galaxies. Avec des images HST, l'équipe a découvert qu'un composant de disque domine les galaxies. Pendant ce temps, les images ALMA montrent qu'il existe un énorme réservoir de gaz et de poussières, la matière des étoiles, de sorte que les étoiles se forment très activement. L'activité de formation d'étoiles est si élevée qu'un grand nombre d'étoiles se formeront au centre des galaxies. Ceci amène les astronomes à penser qu'à terme les galaxies seront dominées par le renflement stellaire et deviendront des galaxies elliptiques ou lenticulaires.
"Ici, nous avons obtenu des preuves solides que des noyaux galactiques denses peuvent être formés sans collisions galactiques. Ils peuvent également être formés par la formation intense d'étoiles au cœur de la galaxie », a déclaré Tadaki. L'équipe a utilisé le très grand télescope de l'Observatoire européen austral pour observer les galaxies cibles et a confirmé qu'il n'y avait aucune indication de collisions massives de galaxies.
Tout d'abord, la galaxie est dominée par la composante du disque (à gauche), mais la formation active d'étoiles se produit dans l'énorme nuage de poussière et de gaz au centre de la galaxie (au centre). Puis la galaxie est dominée par le renflement stellaire et devient une galaxie elliptique ou lenticulaire. Crédit :NAOJ
Il y a presque 100 ans, L'astronome américain Edwin Hubble a inventé le schéma de classification morphologique des galaxies. Depuis, de nombreux astronomes ont consacré des efforts considérables à la compréhension de l'origine de la variété des formes des galaxies. Utilisant les télescopes les plus avancés, les astronomes modernes ont fait un pas de plus vers la résolution des mystères des galaxies.
