Vue d’artiste de la fusion des galaxies B14-65666 située à 13 milliards d’années-lumière de la Voie lactée. © Observatoire astronomique national du Japon.

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Alma observe la plus vieille fusion de galaxies connue à ce jour

ActualitéClassé sous :formation galaxies , ALMA , collision de galaxies

En faisant équipe avec Hubble, Alma a identifié la plus lointaine et la plus ancienne fusion de galaxies connue à ce jour. Nommée B14-65666, elle se trouvait à 13 milliards d'années dans la constellation du Sextant.

La galaxie la plus lointaine et donc la plus ancienne connue à ce jour de l'humanité s'appelle GN-z11. C'est le télescope Hubble qui a permis de la dénicher il y a quelques années dans la constellation de la Grande Ourse. Nous l'observons telle qu'elle était il y a environ 13,4 milliards d'années.

Les images fournies par les galaxies âgées de plus de 13 milliards d'années ont encore une faible résolution dans les instruments qui les observent en tentant de percer les secrets de la naissance et de l'évolution des premières galaxies. Des progrès notables à cet égard devraient être accomplis lorsque le JWST, le James-Webb Space Telescope, verra sa première lumière à l'horizon 2021.

L'article publié, aujourd'hui, dans Publications of the Astronomical Society of Japan par une équipe de chercheurs très majoritairement japonais - et qui est disponible sur arXiv - ne bat donc pas le record de distance pour une galaxie. Mais l'équipe d'astronomes menée par Takuya Hashimoto de l'université Waseda au Japon bat tout de même un record grâce à l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma).

Une présentation d'Alma. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © European Southern Observatory (ESO)

Des émissions UV 100 fois plus intenses que pour la Voie lactée

Le radiotélescope a en effet permis d'établir que l'objet baptisé B14-65666 était la plus lointaine collision de galaxies découverte jusqu'ici car elle s'est produite il y a 13 milliards d'années alors que nous l'observons aujourd'hui. Bien que l'image obtenue dans le domaine millimétrique soit encore très floue, elle bénéficie du pouvoir de résolution d'Alma qui est 10 fois supérieur à celui de Hubble. Le télescope spatial avait lui déjà permis d'observer B14-65666 dans le domaine des ultraviolets (UV). Les images montraient bien deux régions plus brillantes mais elles étaient encore difficiles à interpréter.

En combinant les observations d'Alma et de Hubble, les astrophysiciens ont identifié les émissions produites par des atomes d'oxygène, de carbone, des poussières et des étoiles. Surtout, les deux régions mises en évidence par Hubble se déplacent à des vitesses différentes, ce qui au final permet d'avancer sérieusement l'hypothèse que l'on est bien en présence d'une fusion en cours de deux galaxies avec une masse totale de seulement 10 % de celle de la Voie lactée. Les émissions UV sont toutefois 100 fois plus importantes que dans notre Galaxie, ce qui implique une flambée de formation de nouvelles étoiles, phénomène typique des fusions de galaxies plus récentes.

Ces observations sont bien conformes au modèle cosmologique standard qui prédit que les plus anciennes galaxies en collision sont de petites tailles et qu'elles vont donner par la suite de plus grandes galaxies, qui vont aussi entrer en collision entre elles et les galaxies naines encore présentes des milliards d'années plus tard.

Image composite en fausses couleurs de B14-65666 montrant les distributions de poussière (rouge), d'oxygène (vert) et de carbone (bleu), observées par ALMA et d'étoiles (blanches) observées par le télescope spatial Hubble. © Alma (ESO/NAOJ/NRAO), télescope spatial Hubble Nasa/ESA, Hashimoto et al.
  • B14-65666 n'est pas la galaxie la plus lointaine connue à ce jour puisqu'il s'agit de GN-z11 que l'on observe telle qu'elle était il y a 13,4 milliards d'années, soit 400 millions d'années seulement après le Big Bang environ.
  • Mais B14-65666 est bien la plus ancienne et la plus lointaine fusion de galaxies observée.
  • L'évènement s'est produit il y a 13 milliards d'années, selon les observations conjointes de Hubble et Alma.
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