Les astronomes utilisant le télescope spatial NASA/ESA/CSA James Webb ont repéré les premières galaxies avec des barres stellaires – des caractéristiques allongées d’étoiles s’étendant du centre des galaxies à leurs disques externes – à une époque où l’Univers n’avait que 25 % de son âge actuel .
Montage d’images Webb montrant six exemples de galaxies barrées, dont deux représentent les temps de rétrospection les plus élevés quantitativement identifiés et caractérisés à ce jour. Les étiquettes en haut à gauche de chaque figure montrent le temps de rétrospection de chaque galaxie, allant de 8,4 à 11 milliards d’années (Gyr), lorsque l’Univers n’avait que 40% à 20% de son âge actuel. Crédit image : NASA / CEERS / Université du Texas à Austin.
“Les barres stellaires jouent un rôle central dans l’évolution séculaire des galaxies en redistribuant efficacement la masse et le moment cinétique et en entraînant les afflux de gaz dans la région circumnucléaire par le biais de couples et de chocs gravitationnels”, ont déclaré le professeur Shardha Jogee et ses collègues de l’Université du Texas à Austin.
“La plupart des spirales actuelles sont interdites, y compris notre propre galaxie de la Voie lactée.”
“Les preuves d’observation dans les galaxies proches suggèrent que les barres influencent leurs concentrations de gaz moléculaire central, les champs de vitesse du gaz ionisé, l’activité de formation d’étoiles et les renflements centraux.”
Dans la nouvelle étude, les astronomes se sont concentrés sur un échantillon de 348 galaxies de l’Univers primordial.
Les observations ont été faites dans le cadre du Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS).
Ils ont pu détecter des barres stellaires dans six galaxies : deux galaxies d’il y a environ 11 milliards d’années et quatre galaxies d’il y a plus de 8 milliards d’années.
Avant Webb, les images du télescope spatial Hubble de la NASA/ESA n’avaient jamais détecté de barres à des époques aussi jeunes.
“J’ai jeté un coup d’œil à ces données et j’ai dit:” Nous abandonnons tout le reste! “”, A déclaré le professeur Jogee.
“Les barres à peine visibles dans les données de Hubble sont juste apparues dans l’image Webb, montrant l’énorme pouvoir de Webb pour voir la structure sous-jacente des galaxies.”
“Pour cette étude, nous examinons un nouveau régime où personne n’avait utilisé ce type de données ou effectué ce type d’analyse quantitative auparavant, donc tout est nouveau. C’est comme entrer dans une forêt dans laquelle personne n’est jamais allé », a déclaré Yuchen ‘Kay’ Guo, un étudiant diplômé de l’Université du Texas à Austin.
“Les barres résolvent le problème de la chaîne d’approvisionnement dans les galaxies”, a déclaré le professeur Jogee.
“Tout comme nous devons acheminer la matière première du port vers les usines intérieures qui fabriquent de nouveaux produits, une barre transporte puissamment le gaz dans la région centrale où le gaz est rapidement converti en nouvelles étoiles à un rythme généralement 10 à 100 fois plus rapide que dans le reste de la galaxie.
“Les barres aident également à faire pousser des trous noirs supermassifs au centre des galaxies en canalisant le gaz en partie.”
“La découverte de barres au cours de ces premières époques bouleverse les scénarios d’évolution des galaxies de plusieurs manières.”
“Cette découverte des premières barres signifie que les modèles d’évolution des galaxies ont maintenant une nouvelle voie via les barres pour accélérer la production de nouvelles étoiles aux premières époques.”
L’étude a été publiée dans le Lettres du journal astrophysique.
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Yuchen Guo et al. 2023. Premier aperçu des barres z > 1 dans le proche infrarouge de repos avec JWST Early CEERS Imaging. ApJL, dans la presse; arXiv : 2210.08658
