La galaxie rouge au centre est une galaxie mourante il y a 12 milliards d'années. Les astronomes ont mesuré le mouvement des étoiles dans la galaxie et ont découvert que le noyau de la galaxie est presque entièrement formé. Crédit :NAOJ
Une galaxie lointaine plus massive que notre Voie lactée - avec plus d'un billion d'étoiles - a révélé que les « noyaux » des galaxies massives de l'Univers s'étaient déjà formés 1,5 milliard d'années après le Big Bang, environ 1 milliard d'années plus tôt que les mesures précédentes ne l'avaient révélé.
Les chercheurs ont publié leur analyse le 6 novembre 2019 en Les lettres du journal astrophysique , un journal de l'American Astronomical Society.
"Si nous pointons un télescope vers le ciel et prenons une image profonde, nous pouvons voir tant de galaxies là-bas, " dit Masayuki Tanaka, auteur de l'article et professeur agrégé de sciences astronomiques à la Graduate University for Advanced Studies et à l'Observatoire national d'astronomie du Japon. "Mais notre compréhension de la formation et de la croissance de ces galaxies est encore assez limitée, en particulier en ce qui concerne les galaxies massives."
Les galaxies sont généralement classées comme mortes ou vivantes :les galaxies mortes ne forment plus d'étoiles, tandis que les galaxies vivantes sont toujours brillantes avec l'activité de formation d'étoiles. Une galaxie « en train de s'éteindre » est une galaxie en train de mourir, ce qui signifie que sa formation d'étoiles est considérablement supprimée. Les galaxies étouffantes ne sont pas aussi brillantes que les galaxies pleinement vivantes, mais elles ne sont pas aussi sombres que les galaxies mortes. Les chercheurs utilisent ce spectre de luminosité comme première ligne d'identification lors de l'observation de l'Univers.
Les chercheurs ont utilisé les télescopes du W.M. Observatoire Keck à Hawaï pour observer une galaxie en train de s'éteindre dans ce qu'on appelle le champ profond Subaru/XMM-Newton. Cette région du ciel a été observée de près par plusieurs télescopes, produire une mine de données pour les scientifiques à étudier. Tanaka et son équipe ont utilisé un instrument appelé MOSFIRE sur le télescope Keck I pour obtenir des mesures de la galaxie. Ils ont obtenu une mesure à deux microns dans le spectre proche infrarouge, que l'œil humain ne peut pas voir, mais cela a confirmé que la lumière de la galaxie a été émise seulement 1,5 milliard d'années après le Big Bang. L'équipe a également confirmé que la formation d'étoiles de la galaxie avait été supprimée.
La galaxie mourante dans le champ profond Subaru/XMM-Newton a été observée avec MOSFIRE sur le télescope Keck I. Le panneau en haut à droite montre le spectre à 2 microns, qui est invisible à l'œil humain. Le spectre donne la distance à la galaxie (il y a 12 milliards d'années) ainsi qu'une masse de la galaxie, qui s'est avéré être aussi massif que le noyau des galaxies d'aujourd'hui. Crédit :NAOJ/Tanaka et al. 2019
"La formation d'étoiles supprimée vous dit qu'une galaxie est en train de mourir, Malheureusement, mais c'est exactement le genre de galaxie que nous voulons étudier en détail pour comprendre pourquoi l'extinction se produit, " a déclaré Francesco Valentino, co-auteur de l'article et professeur assistant au Cosmic Dawn Center de Copenhague.
Selon Valentino, les astronomes pensent que les galaxies massives sont les premières à mourir dans l'histoire de l'Univers et qu'elles détiennent la clé pour comprendre pourquoi l'extinction se produit en premier lieu.
"Nous avons également découvert que les" noyaux "des galaxies massives semblent aujourd'hui être entièrement formés dans l'Univers primitif, " a déclaré Tanaka. La façon dont les étoiles se déplacent dans une galaxie dépend de la masse de cet objet. Tanaka et son équipe ont découvert que les étoiles de la galaxie lointaine semblent se déplacer aussi rapidement que celles plus proches de la maison. " La mesure précédente de ce type a été créé lorsque l'Univers avait 2,5 milliards d'années. Nous avons poussé le record jusqu'à 1,5 milliard d'années et avons trouvé, à notre surprise, que le noyau était déjà assez mature."
Les chercheurs continuent d'étudier comment les galaxies massives se forment et comment elles meurent au début de l'Univers, et ils recherchent des galaxies d'extinction plus massives dans l'Univers lointain qui pourraient faire la lumière sur les phases antérieures du processus.
"Quand la première galaxie morte est-elle apparue dans l'Univers ?" demanda Tanaka. "C'est une question très intéressante à aborder. Pour ce faire, nous continuerons à observer le ciel profond avec les plus grands télescopes et étendrons nos recherches à mesure que des installations plus avancées deviendront disponibles."
