Un télescope chargé de dresser la plus grande carte de l’univers jamais réalisée a confirmé une dure vérité, bien que peu surprenante : rien ne dure éternellement, pas pluie froide de novembreou même le cosmos lui-même.
En utilisant un vaste catalogue d’observations de l’Agence spatiale européenne (ESA) Euclide et les télescopes spatiaux Herschel, une équipe de 175 chercheurs a effectué la lecture la plus complète de la température de l’univers jamais enregistrée. En étudiant la chaleur émise par la poussière d’étoiles dans plus de 2 millions de galaxies, l’équipe a découvert que les galaxies se sont légèrement refroidies et que les taux de formation d’étoiles ont ralenti au cours des 10 derniers milliards d’années de l’histoire cosmique.
Selon les chercheurs, ces tendances à la baisse, légères mais claires, suggèrent que les jours de croissance maximale de l’univers sont terminés. Alors que la date d’expiration du cosmos est encore dans un délai ahurissant (quelque part entre 33 milliards et 1 quinvigintillion ans – c’est 1 suivi de 78 zéros – selon des estimations récentes), les nouvelles découvertes suggèrent qu’en termes de taux de formation d’étoiles, tout est en descente à partir de maintenant.
Une carte 3D de l’univers
En mars, le télescope Euclid de l’ESA, récemment activé, a partagé son premier grand publication des donnéesy compris observations de 26 millions de galaxies s’étendant sur plus de 10,5 milliards d’années-lumière dans la distance cosmique. Ce n’était que la première phase de la mission du télescope visant à construire la plus grande carte 3D jamais réalisée de l’univers, avec pour objectif ultime de cartographier environ 1,5 milliard de galaxies couvrant un tiers du ciel nocturne.
Pour leur nouvelle étude, les chercheurs ont examiné 2,6 millions de galaxies cataloguées dans la première publication de données d’Euclide et les ont combinées avec des observations d’archives de l’Observatoire spatial Herschel de l’ESA, actif de 2009 à 2013). Alors que la paire d’instruments embarqués d’Euclide est réglée pour enregistrer la lumière visible et proche infrarouge, les instruments de Herschel ont détecté la lumière infrarouge lointain. Par conséquent, la combinaison de ces ensembles de données a permis à l’équipe d’étudier la chaleur émise par la poussière d’étoile sur une large gamme de longueurs d’onde, offrant ainsi les mesures les plus complètes des températures galactiques jamais prises.
« En combinant les données et en disposant d’un si grand échantillon de galaxies… nous pouvons produire les calculs statistiquement les plus robustes à ce jour », a déclaré l’auteur principal de l’étude. Ryley Hillchercheur postdoctoral à l’UBC, a déclaré dans le communiqué.
L’équipe a découvert que la température moyenne des galaxies ne s’est que légèrement refroidie au cours des 10 derniers milliards d’années, tombant de seulement 10 kelvins. Tandis que les étoiles aiment le soleil flamboyer plus d’un million de kelvinsles galaxies sont pour la plupart constituées d’espace vide, ce qui signifie que leurs températures moyennes sont bien plus basses. La température galactique moyenne des premières galaxies observées dans la nouvelle étude était d’environ 35 K (moins 396 F ou moins 238 C), ont découvert les chercheurs.
C’est un petit changement, mais la chaleur de la poussière d’étoile est directement liée à la formation des étoiles, a noté l’équipe. Les galaxies plus chaudes ont tendance à avoir des taux de formation d’étoiles plus élevés car elles contiennent un plus grand nombre d’étoiles chaudes et massives. De la même manière, les galaxies avec moins de formation d’étoiles ont tendance à être plus froides en moyenne. Les recherches de l’équipe confirment cette corrélation et prouvent que la formation d’étoiles diminue lentement dans le cosmos.
De la poussière à la poussière
C’est peut-être une corvée à gérer sur Terre, mais la poussière est essentielle au cycle de vie des étoiles. Les étoiles se forment lorsque les nuages de gaz et de poussière deviennent si denses qu’ils s’effondrent sous l’effet de leur propre gravité, se réchauffant et tournant au cours du processus. Si l’un de ces amas effondrés devient suffisamment chaud et dense, fusion nucléaire se déclenche en son noyau, formant une étoile. Finalement, lorsque l’étoile épuisera ses réserves de combustible nucléaire des milliards d’années plus tard, elle explosera en supernova, crachant encore plus de poussière dans son voisinage et permettant à la prochaine génération d’étoiles de se développer.
Les galaxies peuvent manquer de matière formant des étoiles de plusieurs manières ; ils peuvent être coupés de leur approvisionnement en gaz lors des fusions de galaxies, ou voir leur matière formant des étoiles violemment expulsée dans l’espace par des vaisseaux supermassifs. trou noir explosions, pour n’en nommer que quelques-unes. Finalement, une galaxie dépourvue de suffisamment de matière formant des étoiles devient éteint – affamé de carburant et voué à s’éteindre.
Les nouveaux résultats suggèrent que notre univers est en passe d’être totalement éteint – mais, encore une fois, pas avant une période insondable. Le soleil de la Terre épuisera son carburant et explosera bien avant que la Voie lactée ne se tarisse, et des objets plus massifs comme les trous noirs vivront pendant de nombreuses éternités après cela. En attendant, la nouvelle recherche offre l’enquête la plus précise à ce jour sur certaines des conditions clés des galaxies à travers l’univers – des mesures qui seront essentielles dans la quête d’Euclide pour construire la carte ultime de notre cosmos.
