Les astronomes du nœud du Centre international de recherche en radioastronomie (ICRAR) de l'Université d'Australie occidentale ont développé une nouvelle façon d'étudier la formation d'étoiles dans les galaxies de la nuit des temps à nos jours.

"Les étoiles peuvent être considérées comme d'énormes usines de traitement à propulsion nucléaire, " a déclaré la chercheuse principale, le Dr Sabine Bellstedt, de l'ICRAR.

"Ils prennent des éléments plus légers comme l'hydrogène et l'hélium, et, sur des milliards d'années, produire les éléments les plus lourds du tableau périodique que nous trouvons aujourd'hui dispersés dans l'univers. Le carbone, calcium et fer dans votre corps, l'oxygène de l'air que vous respirez, et le silicium dans votre ordinateur existe tous parce qu'une étoile a créé ces éléments plus lourds et les a laissés derrière, " a déclaré Bellstedt. " Les étoiles sont les usines d'éléments ultimes dans l'univers. "

Comprendre comment les galaxies ont formé des étoiles il y a des milliards d'années nécessite la tâche très difficile d'utiliser de puissants télescopes pour observer des galaxies à plusieurs milliards d'années-lumière dans l'univers lointain.

Cependant, les galaxies proches sont beaucoup plus faciles à observer. En utilisant la lumière de ces galaxies locales, les astronomes peuvent reconstituer de manière médico-légale l'histoire de leur vie (appelée histoire de la formation des étoiles). Cela permet aux chercheurs de déterminer comment et quand ils ont formé des étoiles dans leur enfance, il y a des milliards d'années, sans lutter pour observer les galaxies dans l'univers lointain.

Traditionnellement, les astronomes qui étudient l'histoire de la formation des étoiles ont supposé que la métallicité globale - ou la quantité d'éléments lourds - dans une galaxie ne change pas avec le temps.

Mais quand ils ont utilisé ces modèles pour déterminer quand les étoiles de l'univers auraient dû se former, les résultats ne correspondaient pas à ce qu'ils voyaient à travers leurs télescopes.

"Les résultats qui ne correspondent pas à nos observations sont un gros problème, " Bellstedt a déclaré. "Il nous dit que nous manquons quelque chose. Cet ingrédient manquant, il s'avère, est l'accumulation progressive de métaux lourds dans les galaxies au fil du temps."

En utilisant un nouvel algorithme pour modéliser l'énergie et les longueurs d'onde de la lumière provenant de près de 7000 galaxies proches, les chercheurs ont réussi à reconstituer le moment où la plupart des étoiles de l'univers se sont formées, en accord avec les observations du télescope pour la première fois.

Le concepteur du nouveau code, connu sous le nom de ProSpect, est le professeur agrégé Aaron Robotham du nœud de l'Université d'Australie occidentale de l'ICRAR.

"C'est la première fois que nous avons été en mesure de contraindre la façon dont les éléments les plus lourds des galaxies changent au fil du temps sur la base de notre analyse de ces 7000 galaxies proches, ", a déclaré Robotham.

"Utiliser ce laboratoire galactique à notre porte nous donne beaucoup d'observations pour tester cette nouvelle approche, et nous sommes très heureux que cela fonctionne. Avec cet outil, nous pouvons maintenant disséquer les galaxies proches pour déterminer l'état de l'univers et la vitesse à laquelle les étoiles se forment et la masse augmente à n'importe quel stade au cours des 13 derniers milliards d'années. C'est absolument époustouflant."

Ce travail confirme également une théorie importante sur le moment où la plupart des étoiles de l'univers se sont formées.

"La plupart des étoiles de l'univers sont nées dans des galaxies extrêmement massives au début de l'histoire cosmique, environ trois à quatre milliards d'années après le Big Bang, " a déclaré Bellstedt.

"Aujourd'hui, l'univers a presque 14 milliards d'années, et la plupart des nouvelles étoiles se forment dans des galaxies beaucoup plus petites."

Sur la base de cette recherche, le prochain défi pour l'équipe sera d'élargir l'échantillon de galaxies étudiées à l'aide de cette technique, dans un effort pour comprendre quand, où et pourquoi les galaxies meurent et cessent de former de nouvelles étoiles.

Bellstedt et Robotham, avec des collègues australiens, le Royaume-Uni et les États-Unis, publient leurs résultats dans la revue scientifique le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society .

Le Galaxy And Mass Assembly (GAMA) est un projet d'une décennie pour sonder l'évolution de la masse, énergie et structure sur des échelles allant de 1kpc à 1Mpc—mesurer les propriétés des structures internes des galaxies, paires et fusions en interaction, l'environnement du groupe et la structure à grande échelle.