Notre galaxie, la Voie lactée, ressemble un peu à un endroit improbable : l’univers primitif.
Les astronomes ont utilisé l’observatoire ALMA de l’Observatoire européen austral (ESO), basé au Chili, pour trouver la galaxie, située à plus de 12 milliards d’années-lumière de la nôtre.
L’image prise au télescope de la galaxie, qui accompagne l’étude, a été publiée mercredi dans la revue Nature.
Pendant les premières années tumultueuses de l’univers, les galaxies étaient probablement aussi instables qu’au moment où elles se sont formées, alors qu’elles n’avaient pas encore acquis la structure associée aux galaxies plus anciennes, comme la Voie lactée.
Mais l’image de cette galaxie remet en question cette théorie, et elle pourrait changer la façon dont les astronomes comprennent la formation des galaxies ainsi que les premiers jours de l’univers.
« Ce résultat représente une percée dans le domaine de la formation des galaxies, montrant que les structures que nous observons dans les galaxies spirales proches et dans notre Voie lactée étaient déjà en place il y a 12 milliards d’années », a déclaré Francesca Rizzo, auteur de l’étude et doctorante à l’Institut Max-Planck dédié à l’astrophysique en Allemagne.
La galaxie, nommée SPT0418-47, présente deux caractéristiques spécifiques à notre galaxie, y compris sa structure en forme de disque en rotation, ainsi qu’un bulbe, caractérisé par une forte densité d’étoiles autour du centre galactique. Ce bulbe d’étoiles n’a jamais été vu aussi loin dans l’histoire de l’univers.
« La véritable grande surprise a été de constater que cette galaxie est en fait assez semblable aux galaxies voisines, contrairement à ce qu’on attendait des modèles et des observations précédentes, moins détaillées », a déclaré Filippo Fraternali dans un communiqué, coauteur de l’étude et professeur de dynamique des gaz et de l’évolution des galaxies à l’Institut astronomique Kapteyn.
L’étude de cette galaxie permet aux astronomes de remonter jusqu’à l’époque où l’univers avait 10 % de son âge actuel.
Étant donné la distance de cette galaxie, les chercheurs ont utilisé une technique qui recoure à ce qu’on appelle l’effet de lentille gravitationnelle lors de leurs observations avec ALMA. Cette technique utilise la gravité des galaxies proches pour agrandir les galaxies lointaines en déviant leur lumière.
En raison de l’effet de lentille gravitationnelle, l’image montre SPT0418-47 comme un anneau de lumière autour d’une autre galaxie. La modélisation informatique a aidé les chercheurs à reconstituer la forme réelle de la galaxie.
« Quand j’ai vu pour la première fois l’image reconstituée de SPT0418-47, je n’arrivais pas à y croire : un coffre au trésor s’ouvrait », a déclaré M. Rizzo.
Au lieu de la jeune galaxie chaotique à laquelle ils s’attendaient, les chercheurs ont trouvé une structure et un ordre inattendus dans la galaxie – comme si elle appartenait à une galaxie beaucoup plus ancienne.
« Ce que nous avons trouvé était assez déroutant ; malgré la formation d’étoiles à un rythme élevé, et donc le site de processus hautement énergétiques, SPT0418-47 est le disque de galaxie le mieux ordonné jamais observé dans l’univers primitif », a déclaré Simona Vegetti, co-auteur de l’étude et chef du groupe de recherche Max-Planck à l’Institut Max-Planck d’astrophysique.
« Ce résultat est tout à fait inattendu et a des implications importantes sur la façon dont nous pensions que les galaxies évoluent. »
Au fil du temps, la galaxie a probablement évolué différemment de la nôtre, ont déclaré les chercheurs. La Voie lactée est une galaxie spirale, mais les chercheurs pensent que celle-ci est devenue une galaxie elliptique.
Les observations futures avec des télescopes plus puissants pourraient aider les astronomes à découvrir la fréquence de ces galaxies bien ordonnées après le Big Bang.
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