Le (proto-)amas de galaxies, vu 12 milliards d'années en arrière. La lumière est émise par l'étoile des galaxies et est en fait infrarouge. Parce que cette lumière est invisible à l'œil humain, les couleurs ont été "traduites" en rouge, vert et bleu. Les contours jaunes montrent l'émission d'ondes radio provenant de la poussière d'étoiles mélangée au gaz entre les étoiles. Crédit N. Silassen
Alors qu'il développait et testait un logiciel d'astronomie sur des données existantes, un étudiant à la maîtrise en astronomie a découvert par hasard un groupe de galaxies dans le tout premier univers. En plus de démontrer le potentiel du logiciel, la découverte donne un aperçu de l'assemblage de structures massives, ainsi que de la façon dont certaines galaxies cessent de former des étoiles.
Comme la plupart des humains, les galaxies n'aiment pas voyager seules dans le cosmos. Au lieu de cela, ils ont tendance à s'assembler en groupes plus petits ou en amas gigantesques qui résident dans les concentrations les plus massives de matière noire. La découverte et l'étude des amas et de leurs galaxies membres fournissent des informations clés sur l'évolution des galaxies, mais aussi sur la distribution sous-jacente de la matière noire et la géométrie de notre univers.
Une découverte fortuite
Alors qu'il développait un nouveau logiciel de détection automatique d'amas de galaxies lointains, Nikolaj Sillassen, étudiant en master à DTU Space et membre du Cosmic Dawn Center (DAWN) qui est une collaboration entre l'Institut Niels Bohr et DTU Space, a découvert un remarquable groupe de galaxies .
Le groupe a été surnommé "HPC1001" et se compose de dix membres de galaxies qui sont vus il y a 12 milliards d'années, alors que l'univers n'avait que 1,7 milliard d'années.
L'un des collaborateurs de Nikolaj Sillassen est Shuowen Jin, Marie Curie Fellow à DAWN. Il dit :"Les groupes de galaxies si tôt dans l'histoire de l'Univers sont très rares. Seuls quelques-uns d'entre eux ont été trouvés jusqu'à présent. Notre découverte est intéressante non seulement parce que HPC1001 est l'un des groupes les plus éloignés, mais aussi parce qu'il est l'assemblage de galaxies le plus compact jamais identifié dans notre Univers."
Galaxies mourantes
Alors que certaines galaxies forment activement des étoiles, d'autres cessent assez soudainement de former de nouvelles étoiles. L'un des principaux objectifs du Cosmic Dawn Center est d'enquêter sur les raisons et l'évolution de cette phase.
Et aussi dans ce contexte, HPC1001 s'est avéré être un coffre au trésor :
"De manière remarquable, le membre de galaxie le plus massif de cette structure est en train de 'mourir' - son activité de formation d'étoiles est en déclin", explique Georgios Magdis, professeur agrégé à DAWN et participant à l'étude.
"Il s'agit d'un indicateur important de l'évolution des structures massives, et s'il est confirmé, HPC1001 serait la première structure découverte en phase de maturation."
La distance et le "temps de retour" à HPC1001 sont déterminés par une technique quelque peu incertaine qui dépend des couleurs observées des galaxies individuelles. Pour confirmer leurs mesures, les astronomes feront suivre leur détection par des observations spectroscopiques plus précises.
Ces futures observations, obtenues avec le Atacama Large Millimeter Array au Chili et le Northern Extended Millimeter Array en France, ainsi que d'autres installations astronomiques, révéleront toute la nature de cette structure, y compris si HPC1001 restera un petit groupe, ou finira par évoluer en un amas massif de jusqu'à 1000 galaxies.
Le groupe de galaxies a été découvert lors d'un projet de synthèse à DTU Space, sous la supervision de Shuowen Jin et Georgios Magdis.
Les résultats ont été acceptés pour publication dans la revue Astronomy &Astrophysics . Les radio- et micro-ondes révèlent la vraie nature des galaxies sombres dans l'univers primitif
