Les galaxies massives étaient déjà beaucoup in addition matures dans l’univers primitif que prévu. Cela a été démontré par une équipe internationale d’astronomes qui ont étudié 118 galaxies lointaines avec l’Atacama Huge Millimeter / submillimeter Array (ALMA).



La plupart des galaxies se sont formées lorsque l’univers était encore très jeune. Notre propre galaxie, par exemple, a probablement commencé à se former il y a 13,6 milliards d’années, dans notre univers vieux de 13,8 milliards d’années. Alors que l’univers n’avait que dix pour cent de son âge actuel (1 à 1,5 milliard d’années après le Massive Bang), la plupart des galaxies ont connu une « poussée de croissance ». Pendant ce temps, ils ont construit la plupart de leur masse stellaire et d’autres propriétés, telles que la poussière, la teneur en éléments lourds et les formes de disques en spirale, que nous voyons dans les galaxies d’aujourd’hui. Par conséquent, si nous voulons apprendre remark des galaxies comme notre Voie lactée se sont formées, il est crucial d’étudier cette époque.

La furthermore grande étude à ce jour de galaxies lointaines dans l'univers primitif

Dans une enquête appelée ALPINE (le grand programme ALMA pour enquêter sur C + aux premiers temps), une équipe internationale d’astronomes a étudié 118 galaxies connaissant une telle « poussée de croissance » dans l’univers primitif. « À notre grande surprise, beaucoup d’entre eux étaient beaucoup moreover matures que ce à quoi nous nous attendions », a déclaré Andreas Faisst du Centre d’analyse et de traitement infrarouge (IPAC) du California Institute of Technologies (Caltech).



Les galaxies sont considérées comme plus « matures » que « primordiales » lorsqu’elles contiennent une quantité importante de poussière et d’éléments lourds. « Nous ne nous attendions pas à voir autant de poussière et d’éléments lourds dans ces galaxies lointaines », a déclaré Faisst. La poussière et les éléments lourds (définis par les astronomes comme étant tous les éléments moreover lourds que l’hydrogène et l’hélium) sont considérés comme un sous-produit des étoiles mourantes. Mais les galaxies du premier univers n’ont pas encore eu beaucoup de temps pour construire des étoiles, de sorte que les astronomes ne s’attendent pas non plus à y voir beaucoup de poussière ou d’éléments lourds.

« D’après des études précédentes, nous avons compris que ces jeunes galaxies sont pauvres en poussière », a déclaré Daniel Schaerer de l’Université de Genève en Suisse. « Cependant, nous constatons qu’environ 20% des galaxies qui se sont assemblées à cette époque précoce sont déjà très poussiéreuses et qu’une fraction importante de la lumière ultraviolette des étoiles nouveau-nées est déjà cachée par cette poussière », a-t-il ajouté.

Beaucoup de galaxies étaient également considérées comme relativement adultes car elles présentaient une diversité dans leurs buildings, y compris les premiers signes de disques supportés en rotation – ce qui pourrait additionally tard conduire à des galaxies avec une composition en spirale comme on l’observe dans des galaxies telles que notre Voie Lactée. Les astronomes s’attendent généralement à ce que les galaxies du leading univers ressemblent à des épaves de educate car elles se heurtent souvent. « Nous voyons de nombreuses galaxies entrer en collision, mais nous en voyons également un specific nombre tourner de manière ordonnée sans aucun signe de collision », a déclaré John Silverman de l’Institut Kavli pour la physique et les mathématiques de l’univers au Japon.

ALMA a déjà repéré des galaxies très éloignées, telles que MAMBO-9 (une galaxie très poussiéreuse) et le Wolfe Disk (une galaxie avec un disque rotatif). Mais il était difficile de dire si ces découvertes étaient uniques ou s’il y avait moreover de galaxies comme elles là-bas. ALPINE est la première étude qui a permis aux astronomes d’étudier un nombre significant de galaxies dans l’univers primitif, et elle montre qu’elles pourraient évoluer additionally vite que prévu. Mais les scientifiques ne comprennent pas encore comment ces galaxies ont grandi si vite et pourquoi certaines d’entre elles ont déjà des disques rotatifs.

Les observations d’ALMA ont été cruciales pour cette recherche automobile le radiotélescope peut voir la development d’étoiles cachée par la poussière et retracer le mouvement du gaz émis par les régions de formation d’étoiles. Les levés des galaxies dans l’univers primitif utilisent couramment des télescopes optiques et infrarouges. Ceux-ci permettent la mesure de la development d’étoiles non masquée et des masses stellaires. Cependant, ces télescopes ont des difficultés à mesurer les régions obscurcies par la poussière, où se forment les étoiles, ou les mouvements de gaz dans ces galaxies. Et parfois, ils ne voient pas du tout une galaxie. « Avec ALMA, nous avons découvert quelques galaxies éloignées pour la première fois. Nous les appelons Hubble-dark car elles ne pouvaient pas être détectées même avec le télescope Hubble », a déclaré Lin Yan de Caltech.

Pour en savoir moreover sur les galaxies lointaines, les astronomes veulent pointer ALMA vers des galaxies individuelles pendant additionally longtemps. « Nous voulons voir exactement où se trouve la poussière et comment le gaz se déplace. Nous voulons également comparer les galaxies poussiéreuses à d’autres à la même distance et déterminer s’il pourrait y avoir quelque selected de spécial dans leur environnement », a ajouté Paolo Cassata du Université de Padoue en Italie, anciennement à l’Universidad de Valparaíso au Chili.

ALPINE est le leading et le additionally grand relevé multi-longueurs d’onde des galaxies du premier univers. Pour un substantial échantillon de galaxies, l’équipe a collecté des mesures dans l’optique (y compris Subaru, VISTA, Hubble, Keck et VLT), infrarouge (Spitzer) et radio (ALMA). Des études multi-longueurs d’onde sont nécessaires pour obtenir une graphic complète de la development des galaxies. « Une enquête aussi vaste et complexe n’est achievable que grâce à la collaboration entre plusieurs instituts à travers le monde », a déclaré Matthieu Béthermin du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille en France.