Galaxies primitives en gestation observées par Hubble et ALMA

Himiko
Aux confins de l’univers, peu après l’aube cosmique : l’objet « Himiko » observé par Hubble, Spitzer et Subaru.

Sondé par Hubble et ALMA, l’objet « Himiko » situé aux confins de l’univers apparaît, à la surprise générale, comme une bulle de gaz primitifs où trois galaxies sont en gestation. Plus que jamais, les astronomes effleurent l’aube de l’univers.

Tâtonnant les recoins de l’espace-temps quelque 800 millions d’années seulement après le Big Bang, des chercheurs ont découvert en 2009 un objet assez brillant qu’ils ont d’abord pris pour une bulle géante de gaz chaud ionisé. Sa taille équivaut à celle de notre Voie Lactée actuelle soit 10 fois celle des jeunes galaxies qui émergent partout à cette époque. Mais par la suite, les observations dans l’infrarouge menées avec le télescope spatial Spitzer suggèrent que ce qu’ils ont surnommé « Himiko«  n’est autre qu’une galaxie disproportionnée. Une sorte de petit monstre galactique précoce.

Gros plan sur himiko - Hubble
Gros plan sur les trois sources lumineuses de l’objet « Himiko » – photo de Hubble

Mais … une nouvelle étude combinant les données acquises avec Hubble et le tout nouveau complexe d’antennes submillimétriques ALMA (66 antennes mises en service progressivement au cours de ces dernières années ; le réseau est au complet depuis 2013) lève un peu plus le voile sur cet objet lointain et mystérieux.
« Himiko présente trois sources distinctes et vives où la formation intense des étoiles chauffe et ionise le nuage de gaz géant » commente le professeur Masami Ouchi (Université de Tokyo). En y regardant de plus près, une anomalie a sauté aux yeux de l’équipe du professeur : l’absence criante d’éléments lourds. En effet, dès cette époque, les étoiles hyper-massives à la durée de vie très courte ont dispersé dans le cosmos des atomes plus lourds comme le carbone, le silicium ou l’oxygène. Plutôt que d’être abondants au sein de ces jeunes galaxies, promesses de mondes en procréation (étoiles, planètes…), ils brillent par leurs absences…

image composite de himiko
Image composite de l’objet « Himiko » ; on distingue trois jeunes galaxies dans une bulle géante de gaz primordiaux – images capturées par Hubble, Spitzer et Subaru.

« De façon surprenante, les observations avec ALMA ont révélé une absence complète d’un signal du carbone pourtant rapidement synthétisé dans les jeunes étoiles » souligne l’auteur de l’article publié dans la revue The Astrophysical Journal. « Compte tenu de la sensibilité d’ALMA, c’est vraiment remarquable. »

C’est même exceptionnel, car il n’existe pas, à ce jour, d’autres cas comparables. Pour les astronomes, il s’agirait là de la première observation de galaxies en gestation dans une poche résiduelle de gaz primordiaux, principalement de l’hydrogène et un peu d’hélium créé lors du Big Bang. Des galaxies primitives encore larvées dans un cocon de gaz ; des témoins encore visibles des premiers âges de l’univers. Si cela se confirme dans les mois ou années à venir — au moyen des nouvelles générations de télescopes comme le très attendu JWST —, c’est plutôt une nouvelle historique !

Crédit photo : NASA/ESA/ESO/NRAO/NAOJ/JAO.

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