Une galaxie semblable à la Voie lactée découverte dans l’univers primitif

À l’aide du télescope spatial James Webb, une équipe internationale, comprenant l’astronome Alexander de la Vega de l’Université de Californie à Riverside, a découvert la galaxie spirale barrée la plus éloignée, semblable à la Voie lactée, observée à ce jour.

Jusqu’à présent, on pensait que les galaxies spirales barrées comme la Voie lactée ne pourraient pas être observées avant que l’univers, estimé à 13,8 milliards d’années, n’atteigne la moitié de son âge actuel.

La recherche, publiée dans Nature cette semaine, a été menée par des scientifiques du Centro de Astrobiología en Espagne.

“Cette galaxie, nommée ceers-2112, s’est formée peu de temps après le Big Bang”, a déclaré le co-auteur de la Vega, chercheur postdoctoral au Département de physique et d’astronomie. “La découverte de ceers-2112 montre que les galaxies du premier univers pourraient être aussi ordonnées que la Voie lactée. Ceci est surprenant car les galaxies étaient beaucoup plus chaotiques au début de l’univers et très peu avaient des structures similaires à celles de la Voie lactée.”

Ceers-2112 a un bar en son centre. De la Vega a expliqué qu’une barre galactique est une structure constituée d’étoiles au sein des galaxies. Les barres galactiques ressemblent aux barres de notre vie quotidienne, comme une barre chocolatée. Il est possible de trouver des barres dans les galaxies non spirales, a-t-il expliqué, mais elles sont très rares.

“Presque toutes les barres se trouvent dans les galaxies spirales”, a déclaré de la Vega, qui a rejoint l’UCR l’année dernière après avoir obtenu son doctorat en astronomie à l’Université Johns Hopkins. “La barre dans ceers-2112 suggère que les galaxies ont mûri et se sont ordonnées beaucoup plus rapidement que nous le pensions auparavant, ce qui signifie que certains aspects de nos théories sur la formation et l’évolution des galaxies doivent être révisés.”

La compréhension antérieure des astronomes de l’évolution des galaxies était qu’il fallait plusieurs milliards d’années pour que les galaxies soient suffisamment ordonnées pour développer des barres.

“La découverte de ceers-2112 montre que cela peut se produire en seulement une fraction de ce temps, en environ un milliard d’années ou moins”, a déclaré de la Vega.

Selon lui, on pense que des barres galactiques se forment dans des galaxies spirales avec des étoiles qui tournent de manière ordonnée, comme elles le font dans la Voie lactée.

“Dans de telles galaxies, des barres peuvent se former spontanément en raison d’instabilités de la structure spirale ou des effets gravitationnels d’une galaxie voisine”, a déclaré de la Vega. “Dans le passé, lorsque l’univers était très jeune, les galaxies étaient instables et chaotiques. On pensait que les barres ne pouvaient pas se former ou durer longtemps dans les galaxies du premier univers.”

La découverte de ceers-2112 devrait changer au moins deux aspects de l’astronomie.

“Premièrement, les modèles théoriques de formation et d’évolution des galaxies devront tenir compte du fait que certaines galaxies deviennent suffisamment stables pour héberger des barres très tôt dans l’histoire de l’univers”, a déclaré de la Vega. “Ces modèles devront peut-être ajuster la quantité de matière noire qui compose les galaxies du premier univers, car on pense que la matière noire affecte la vitesse à laquelle les barres se forment. Deuxièmement, la découverte de ceers-2112 démontre que des structures telles que les barres peuvent être détectées lorsque ” L’univers était très jeune. Ceci est important car les galaxies dans un passé lointain étaient plus petites qu’elles ne le sont aujourd’hui, ce qui rend la recherche de barres plus difficile. La découverte de ceers-2112 ouvre la voie à la découverte de davantage de barres dans le jeune univers. ”

Le Dr de la Vega a aidé l’équipe de recherche en estimant le redshift et les propriétés du ceers-2112. Il a également contribué à l’interprétation des mesures.

“Le redshift est une propriété observable d’une galaxie qui indique à quelle distance elle se trouve et à quelle distance dans le temps on la voit, ce qui est une conséquence de la vitesse finie de la lumière”, a-t-il déclaré.

Ce qui a le plus surpris de la Vega dans la découverte du ceers-2112, c’est la capacité à limiter les propriétés de sa barre.

“Au départ, je pensais que la détection et l’estimation des propriétés des barres dans des galaxies comme ceers-2112 seraient semées d’incertitudes de mesure”, a-t-il déclaré. “Mais la puissance du télescope spatial James Webb et l’expertise de notre équipe de recherche nous ont aidés à imposer de fortes contraintes sur la taille et la forme de la barre.”