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Une galaxie étonnamment mature dans l’univers infantile suggère que les galaxies se forment plus rapidement que nous ne le pensions

Une galaxie lointaine dans l’univers nouveau-né ressemble essentiellement à un adulte adulte alors qu’elle devrait simplement ressembler à un petit enfant, de nouvelles découvertes suggérant que les galaxies pourraient évoluer beaucoup plus rapidement qu’on ne le pensait auparavant.

Les galaxies sont disponibles dans une variété de formes, de couleurs et de tailles. Beaucoup reste un mystère sur la façon dont les galaxies se sont formées dans l’univers primitif et comment elles ont évolué vers des caractéristiques matures telles que des disques rotatifs et des renflements centraux d’étoiles étroitement compactées. Pour regarder aussi loin dans le temps, les astronomes doivent regarder la lumière des galaxies lointaines, mais ces cibles sont souvent trop sombres pour bien voir.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs se sont concentrés sur la galaxie ALESS 073.1 ,. La lumière des étoiles qu’ils ont détectée de cette galaxie est venue d’il y a 12,5 milliards d’années, lorsque « l’univers avait 1,2 milliard d’années, environ 10% de son âge actuel », a déclaré l’auteur principal de l’étude Federico Lelli, astrophysicien à l’Université de Cardiff au Pays de Galles. com.

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À l’aide du réseau ALMA (Large Millimeter / submillimeter Array) d’Atacama au Chili, les scientifiques ont analysé des images de haute qualité qu’ils ont collectées avec succès de la poussière et du gaz d’ALESS 073.1. Ils ont utilisé ces données pour modéliser la concentration de la matière dans la galaxie et calculer ses mouvements.

De manière inattendue, les chercheurs ont découvert que la galaxie possédait à la fois un disque rotatif et un renflement central. Ils ont également découvert des signes qu’il pourrait même posséder le même type de bras en spirale que les galaxies matures telles que la Voie lactée s’étendant à partir de leur noyau.

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« Cette galaxie ressemble à un adulte adulte, mais ce ne devrait être qu’un petit enfant », a déclaré Lelli.

Le noyau d’ALESS 073.1 a également généré plus d’énergie que ne peuvent l’expliquer les étoiles. Des travaux antérieurs ont suggéré qu’un tel «noyau galactique actif» (AGN) laisse entendre la présence d’un trou noir supermassif de millions à milliards de fois la masse du soleil.

Auparavant, les chercheurs pensaient que les renflements centraux se formaient lentement au fil du temps, en raison d’instabilités gravitationnelles au sein d’une galaxie ou de fusions entre les galaxies. « ALESS 073.1, au contraire, a pu former un gros renflement, constituant environ la moitié de ses étoiles, en moins de 1,2 milliard d’années », a déclaré Lelli. « Cette jeune galaxie semble étonnamment mature. »

galaxie ALESS 073.1

Cette carte montre le mouvement du gaz dans la galaxie ALESS 073.1. Le gaz indiqué en bleu se déplace vers nous, tandis que le gaz indiqué en rouge s’éloigne de nous, ce qui suggère que la galaxie tourne. (Crédit d’image: Federico Lelli)

Des recherches antérieures ont également suggéré que les galaxies qui se forment dans l’univers primordial sont généralement censées être chaotiques, turbulentes et largement non structurées en raison de toute l’activité qu’elles subissent, comme dévorer du gaz de leur environnement et former des étoiles à des taux très élevés. La structure ordonnée détectée dans ALESS 073.1 « est en contradiction avec ces attentes », a déclaré Lelli.

Ces nouvelles découvertes suggèrent que les galaxies peuvent former des caractéristiques matures telles que des disques et des renflements beaucoup plus rapidement et efficacement qu’on ne le pensait auparavant. « Des structures telles que des renflements, des disques rotatifs réguliers et peut-être des bras en spirale doivent se former en moins d’un milliard d’années, ce qui est un défi de taille pour les modèles actuels de formation de galaxies », a déclaré Lelli.

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À l’avenir, les scientifiques visent à collecter des images similaires de haute qualité pour une douzaine de galaxies supplémentaires de la même époque cosmique, a déclaré Lelli.

« Ces nouvelles observations permettront d’établir si les galaxies comme ALESS 073.1 sont la règle ou l’exception dans l’univers primordial », a déclaré Lelli. « Les observations devaient avoir lieu l’année dernière, mais malheureusement l’observatoire ALMA a été fermé en raison de l’urgence COVID-19. »

Les scientifiques ont détaillé leurs résultats dans le numéro du 12 février de la revue Science.

Publié à l’origine sur 45secondes.fr.

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