La rotation de l’ancienne galaxie suggère que les premières étoiles de l’univers ont rapidement fusionné en disques | Sciences – Espanol Nouvelles

Les astronomes ont détecté la rotation d’une galaxie datant d’à peine 550 millions d’années après le Big Bang, alors que l’univers avait 4 % de son âge actuel. La rotation suggère que cette petite galaxie n’était pas une goutte amorphe mais un disque organisé, un peu comme la Voie lactée et les galaxies similaires qui ont eu plus de 13 milliards d’années pour mûrir. C’est encore plus la preuve que les galaxies grandissent et évoluent plus vite que prévu par les théoriciens.

La fusion d’étoiles dans un disque si tôt ne contredit pas les théories existantes, mais les ajoute, déclare Sarah Bosman de l’Institut Max Planck d’astronomie, qui n’a pas participé à la recherche. “C’est presque possible si tôt.”

Les étoiles de cette galaxie avant-gardiste étaient également matures, ce qui indique qu’elles se sont formées 300 millions d’années plus tôt, alors que l’univers n’avait que 250 millions d’années. C’est une bonne nouvelle pour le prochain télescope spatial James Webb, lancé l’année dernière et qui devrait commencer ses opérations scientifiques le mois prochain. Si ces premières galaxies ont donné naissance à de nombreuses étoiles lors d’une explosion précoce, elles seront probablement “suffisamment lumineuses pour que Webb les voie”, déclare Richard Ellis, astronome à l’University College de Londres et co-auteur de la nouvelle étude. Les astronomes espèrent que l’instrument de 10 milliards de dollars révélera un grand nombre de premières galaxies, plutôt que seulement les valeurs aberrantes les plus grandes et les plus brillantes, afin qu’ils puissent comprendre comment ces premiers amas se sont formés et ont évolué.

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La galaxie, appelée MACS1149-JD1 ou simplement JD1 en abrégé, n’est pas la galaxie la plus éloignée connue, mais c’est maintenant la galaxie la plus éloignée avec tout ce que l’on sait sur sa dynamique. L’équipe, y compris Ellis, a découvert JD1 en 2018 comme une tache indistincte dans les images du Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), une collection de 66 radiotélescopes situés dans les Andes chiliennes, et du Very Large Telescope de l’Observatoire européen austral. au Chili. D’après leur couleur, Ellis et ses collègues savaient qu’au moins certaines de leurs stars étaient matures, car elles ont tendance à rougir avec l’âge. Mais l’équipe ne savait pas comment ces stars étaient organisées.

Ils ont décidé de regarder de plus près avec ALMA. De tels réseaux de télescopes ont la capacité de “zoomer” en éloignant les paraboles et en combinant leurs signaux grâce à un processus appelé interférométrie. L’équipe a observé JD1 lorsque les paraboles étaient réparties sur une zone de 2,5 kilomètres de large, donnant la netteté de vue d’une seule parabole de cette taille.

Lorsque les astronomes regardent des objets aussi éloignés, leur lumière est décalée vers l’extrémité rouge du spectre car les photons sont étirés par l’expansion de l’univers pendant leur vol. Le degré de ce “décalage vers le rouge” indique aux astronomes à quelle distance se trouve l’objet. Avec la nouvelle image haute résolution de JD1, les chercheurs ont également pu voir de petites différences de décalage vers le rouge sur la face de la galaxie, le genre de variations que l’on attendrait d’un objet en rotation dans lequel une partie se déplace vers l’autre observateur. et l’autre s’éloigne. . Comme l’équipe le rapporte aujourd’hui dans Lettres du journal astrophysique, il y avait une différence de vitesse de 120 kilomètres par seconde entre un côté de la galaxie et l’autre. “Nous étions très excités lorsque nous avons vu la carte de vitesse”, déclare Ellis.

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Les chercheurs ont mis la distribution de vitesse dans un modèle de galaxie et cela correspond bien à une galaxie à disque qui a une masse comprise entre 1 milliard et 2 milliards de soleils. C’est petit comparé à la Voie lactée, qui contient 1 billion de masses solaires, et par conséquent JD1 tourne plus lentement que notre galaxie, environ un quart de la vitesse de notre galaxie. Trouver une galaxie en rotation si tôt dans l’histoire de l’univers est “surprenant”, dit Bosman, mais les données sont “entièrement cohérentes avec un disque”.

Les astronomes n’auront pas à attendre longtemps pour savoir si JD1 est unique ou si les galaxies à disque étaient courantes dans l’univers primitif. À partir de quelques semaines, le télescope Webb devrait trouver beaucoup plus de galaxies au cours du premier demi-milliard d’années de l’univers. “Nous passerons de nombres à un chiffre à des centaines”, déclare Bosman. “Du moins je l’espère!”

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