Le télescope spatial James Webb (JWST) a repéré un trio de gigantesques galaxies « monstres rouges » dans l’univers primitif, et ils pourraient réécrire notre compréhension de la formation initiale des étoiles et des galaxies.
Les énormes galaxies – chacune 100 milliards de fois la masse de notre soleil et presque aussi massives que la Voie lactée – ont plus de 12,8 milliards d’années et se sont formées moins d’un milliard d’années après le Big Bang.
Cela signifie que les étoiles au sein de ces galaxies ont fusionné à une vitesse incroyablement rapide ; si vite qu’ils remettent en question les modèles existants sur la formation des galaxies. Les chercheurs ont publié leurs résultats le 13 novembre dans la revue Nature.
« Trouver trois bêtes aussi massives parmi l’échantillon pose un casse-tête alléchant », co-auteur de l’étude Stijn Wuytsprofesseur d’astronomie à l’Université de Bath au Royaume-Uni, a déclaré dans un communiqué. « De nombreux processus dans l’évolution des galaxies ont tendance à introduire une étape limitante dans l’efficacité avec laquelle le gaz peut se convertir en étoiles, mais d’une manière ou d’une autre, ces monstres rouges semblent avoir rapidement évité la plupart de ces obstacles. »
L’opinion conventionnelle parmi les astronomes est que les galaxies se forment au sein de gigantesques halos de matière noire, dont la puissante gravité aspire la matière ordinaire telle que le gaz et la poussière vers l’intérieur avant de la comprimer pour former des étoiles.
Généralement, cela est considéré comme un processus assez inefficace, puisque seulement 20 % du gaz entrant finit sous forme d’étoiles. La découverte des monstres rouges contredit cette vision, avec jusqu’à 80 % de leur gaz apparemment converti en jeunes étoiles brillantes.
« Ces résultats indiquent que les galaxies du début de l’Univers pourraient former des étoiles avec une efficacité inattendue », auteur principal de l’étude Meng Yuan Xiaoun chercheur de l’Université de Genève, a déclaré dans le communiqué. « Au fur et à mesure que nous étudierons ces galaxies plus en profondeur, elles offriront de nouvelles informations sur les conditions qui ont façonné les premières époques de l’Univers. Les Monstres rouges ne sont que le début d’une nouvelle ère dans notre exploration de l’Univers primitif. »
Les monstres rouges, qui tirent leur surnom de leur lueur rouge distinctive, ont été repérés à l’aide de la caméra infrarouge proche (NIRCam) du JWST, un spectrographe qui étudie la lumière lointaine en la divisant en ses éléments constitutifs. Les capacités infrarouges du JWST lui permettent d’observer plus profondément et dans des parties de l’univers primitif plus obscurcies par la poussière que les autres télescopes.
Les prochaines étapes des chercheurs consisteront à effectuer d’autres observations des monstres rouges à l’aide du télescope JWST et du télescope Atacama Large Millimeter Array (ALMA) du Chili. Ces découvertes soulèvent également des questions pour les astrophysiciens travaillant sur des modèles d’évolution des premières galaxies, qui devront peut-être considérer des processus uniques qui ont permis aux galaxies géantes de se développer avec une formation d’étoiles aussi efficace.
« Dès ses premières années d’activité, JWST nous a lancé quelques difficultés », a déclaré Wuyts. « À plus d’un titre, cela nous a montré que certaines galaxies mûrissent rapidement au cours des premiers chapitres de l’histoire cosmique. »
