Image ALMA et NASA/ESA du télescope spatial Hubble (HST) d'une jeune galaxie entourée d'un cocon de carbone gazeux. La couleur rouge montre la distribution du gaz carbonique imagée en combinant les données ALMA pour 18 galaxies. La distribution stellaire photographiée par HST est représentée en bleu. La taille de l'image est de 3,8 arcsec x 3,8 arcsec, ce qui correspond à 70, 000 années-lumière x 70, 000 années-lumière à une distance de 12,8 milliards d'années-lumière. Crédit :ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Télescope spatial Hubble NASA/ESA, Fujimoto et al.
Les chercheurs ont découvert de gigantesques nuages de carbone gazeux couvrant plus d'un rayon de 30, 000 années-lumière autour de jeunes galaxies grâce au Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) d'Atacama. C'est la première confirmation que les atomes de carbone produits à l'intérieur des étoiles de l'univers primitif se sont propagés au-delà des galaxies. Aucune étude théorique n'a prédit d'aussi énormes cocons de carbone autour des galaxies en croissance, ce qui soulève des questions sur notre compréhension actuelle de l'évolution cosmique.
"Nous avons examiné minutieusement les archives scientifiques d'ALMA et collecté toutes les données qui contiennent des signaux radio des ions carbone dans les galaxies de l'univers primitif, seulement un milliard d'années après le Big Bang, " dit Seiji Fujimoto, l'auteur principal du document de recherche qui est astronome à l'Université de Copenhague, et un ancien Ph.D. étudiant à l'Université de Tokyo. "En combinant toutes les données, nous avons atteint une sensibilité sans précédent. Pour obtenir un ensemble de données de la même qualité avec une seule observation, il faudrait 20 fois plus de temps que les observations ALMA typiques, ce qui est presque impossible à réaliser."
Les éléments lourds tels que le carbone et l'oxygène n'existaient pas dans l'univers à l'époque du Big Bang. Ils se sont formés plus tard par fusion nucléaire dans les étoiles. Cependant, on ne comprend pas encore comment ces éléments se sont répandus dans tout l'univers. Les astronomes ont trouvé des éléments lourds à l'intérieur des bébés galaxies, mais pas au-delà de ces galaxies, en raison de la sensibilité limitée de leurs télescopes. Cette équipe de recherche a résumé les faibles signaux stockés dans les archives de données et a repoussé les limites.
"Les nuages de carbone gazeux sont presque cinq fois plus gros que la distribution des étoiles dans les galaxies, comme observé avec le télescope spatial Hubble, " explique Masami Ouchi, professeur à l'Observatoire national d'astronomie du Japon et à l'Université de Tokyo. "Nous avons repéré des nuages diffus mais énormes flottant dans l'univers noir de charbon."
