Crédit :Université de Cardiff
Une vaste enquête d'astronomie européenne, dont les résultats sont publiés aujourd'hui (21 décembre 2017), a révélé que la vue de l'Univers fournie par les télescopes optiques traditionnels est sérieusement biaisée.
Le Herschel ATLAS (H-ATLAS) était une étude menée par une équipe internationale dirigée par des chercheurs de l'Université de Cardiff avec l'Observatoire spatial européen Herschel dans la bande d'ondes infrarouge lointain, qui se compose d'ondes électromagnétiques avec des longueurs d'onde 200 fois supérieures à la lumière optique.
Bien que Herschel ait cessé d'observer en 2013, l'équipe Herschel-ATLAS a passé les cinq dernières années à analyser leurs résultats, et aujourd'hui, ils ont publié leurs images et catalogues finaux, qui se composent d'un demi-million de galaxies émettant un rayonnement infrarouge lointain. Alors que la lumière optique des galaxies est la lumière des étoiles, le rayonnement infrarouge lointain provient de la poussière interstellaire, minuscules grains solides de matière entre les étoiles.
Galaxies, des assemblages d'étoiles allant de 40, 000 à mille milliards d'étoiles (la nôtre en contient environ un milliard) sont les éléments de base de notre Univers. Depuis leur découverte il y a environ un siècle, la plupart de ce que nous savons d'eux vient des télescopes optiques. Cependant, lorsqu'on les regarde dans l'infrarouge lointain, la population de la galaxie est très différente.
Initialement, l'équipe a utilisé ses résultats pour mesurer la quantité de poussière présente dans les galaxies aujourd'hui.
Doctorat de l'Université de Cardiff l'étudiante Rosie Beeston qui a dirigé ce travail a déclaré :« Avant, les astronomes essayaient de comprendre combien de poussière il y a à des milliards d'années-lumière, mais n'avaient pas vraiment de idée de la quantité de poussière qui réside dans notre propre arrière-cour astronomique, car il n'existait que quelques centaines de mesures. Maintenant, nous avons créé un recensement de la poussière dans plus de 15, 000 galaxies."
L'une des sources à lentille gravitationnelle trouvées dans l'enquête. L'anneau est une carte réalisée avec le Large Millimeter Array d'Atacama de l'une des sources détectées dans l'enquête. L'anneau est un « anneau d'Einstein » résultant de la courbure de la lumière de la source lointaine Herschel à la suite du champ gravitationnel d'une galaxie proche (la galaxie au centre, qui n'a pas été détecté par Herschel). Crédit :Université de Cardiff
Curieusement, l'équipe a également découvert une mystérieuse classe de galaxies avec beaucoup de gaz et un rapport poussière/masse d'étoiles plus important que tout autre type de galaxie. BADGERS (Galaxies riches en gaz bleu et poussiéreux), ces galaxies sont profondément mystérieuses, puisque les énormes quantités de poussière devraient cacher la majeure partie de la lumière optique, et la poussière est aussi très froide.
Dr Loretta Dunne, chercheur à l'École de physique et d'astronomie de l'Université, a été stupéfait de découvrir ces étranges nouvelles galaxies :« Je me souviens avoir vérifié les images optiques de nos 300 galaxies les plus brillantes et avoir été étonné qu'il s'agissait principalement de ces galaxies bleues à l'aspect vraiment désordonné, sans aucun signe évident de poussière. Ce n'était absolument pas ce que j'étais s'attendant à voir, et le plus drôle, c'est que j'ai eu ce moment eurêka à l'aéroport de Sydney alors que je me rendais à une réunion H-ATLAS à Cardiff."
Une autre découverte faite par l'équipe a renversé les idées des astronomes sur l'évolution des galaxies. Toutes les théories actuelles sur l'évolution des galaxies reposent sur l'hypothèse fondamentale qu'il existe deux classes de galaxies :les galaxies dans lesquelles les étoiles se forment activement et les « galaxies au repos » dans lesquelles la formation des étoiles s'est essentiellement arrêtée. Cette hypothèse est basée sur des décennies de relevés optiques, qui ont découvert que la plupart des galaxies sont soit bleues (formation d'étoiles) soit rouges (quiescentes). L'existence de ces deux classes signifie que toutes les théories doivent inclure un processus catastrophique qui convertit soudainement (en termes cosmiques) une galaxie en formation d'étoiles en une galaxie au repos.
La plupart des galaxies détectées dans l'ATLAS Herschel, cependant, tombent dans la « vallée verte » entre les galaxies rouges et bleues. Selon le professeur Steve Eales, de l'École de physique et d'astronomie de l'Université :« Cette découverte a renversé toutes les théories actuelles sur l'évolution des galaxies. Nos résultats montrent qu'il n'y a vraiment qu'une seule classe de galaxies. Il n'y a plus besoin d'un processus violent qui déplace une galaxie rapidement d'une classe à l'autre. Herschel a montré que l'évolution des galaxies est en fait un processus assez doux.
Les catalogues et les images publiés par l'équipe aujourd'hui seront un trésor pour la communauté mondiale des astronomes. En plus de révolutionner notre vision des galaxies, les catalogues contiennent des galaxies allant de celles proches à celles vues seulement un milliard d'années après le big bang, des dizaines de milliers de galaxies amplifiées par « lentille gravitationnelle », et même de minuscules nuages de poussière dans notre propre galaxie. Puisqu'il n'y a pas de mission similaire sur la planche à dessin ni pour l'Agence spatiale européenne ni pour la NASA, les résultats de l'enquête seront une ressource fondamentale pour les astronomes pour les décennies à venir.
Elisabetta Valiante, aussi de l'Ecole, qui a dirigé l'équipe qui a produit les catalogues de galaxies :"Le relevé H-ATLAS est une étape importante dans l'histoire de l'astronomie infrarouge lointain et je m'attends à ce qu'il soit une référence pour la prochaine génération de chercheurs étudiant la formation des étoiles et des galaxies."
