Aussi surprenant que cela peut paraître, cette galaxie, bien que semblable à un anneau de lumière, ressemble à la Voie lactée ! Baptisée SPT0418-47, cette galaxie est déformée gravitationnellement par une galaxie voisine, ce qui explique qu’elle apparaît sous cette forme d'anneau. Elle a été découverte grâce à l’observatoire submillimétrique Alma. Son intérêt n'est pas seulement artistique. C'est la première fois que des astronomes découvrent une galaxie aussi jeune que calme.

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[EN VIDÉO] Galaxie : où se trouve la Terre dans la Voie lactée ? Le satellite Gaia a cartographié plus d’un milliard d’étoiles. Grâce à ces données, cette vidéo de l'ESA nous transporte jusque dans notre quartier résidentiel au sein de la galaxie, à la découverte de quelque 600.000 étoiles qui nous entourent. Les plus brillantes et connues depuis le sol terrestre, telles Sirius, Betelgeuse, Véga, Aldébaran…, ont leur nom marqué. Le voyage se termine par un plongeon vers le Soleil (Sol), petite étoile à plus de 26.000 années-lumière du centre de la Voie lactée.

Des astronomesastronomes utilisant l'observatoire Alma de l'ESOESO ont découvert une galaxiegalaxie extrêmement lointaine. Baptisée SPT0418-47, cette galaxie est si distante que sa lumièrelumière a mis plus de 12 milliards d'années à nous parvenir : « nous l'apercevons telle qu'elle était lorsque l'UniversUnivers n'était âgé que de 1,4 milliard d'années », explique Francesca Rizzo, doctorante à l'Institut Max-Planck dédié à l'AstrophysiqueAstrophysique en Allemagne, qui a piloté l'étude publiée ce jour au sein de la revue Nature.

Ce qui fait l'intérêt de cette découverte n'est pas la distance à laquelle se situe cette galaxie. Des galaxies encore plus lointaines ont déjà été découvertes. Son intérêt s'explique par ses similitudes avec la Voie lactéeVoie lactée. Bien que SPT0418-47 semble dépourvue de bras spiraux, elle présente au moins deux des caractéristiques typiques de notre Voie lactée : un disque en rotation et un bulbe, caractérisé par une forte densité d'étoilesétoiles autour du centre galactique. C'est en effet la toute première fois que la présence d'un bulbe est détectée dans un Univers si jeune, ce qui confère à SPT0418-47 le statut de sosie le plus distant de la Voie lactée. Cela dit, les astronomes s'attendent à ce qu'elle évolue différemment de la Voie lactée et qu'elle se joigne à la classe des galaxies elliptiquesgalaxies elliptiques, un autre type de galaxies qui, aux côtés des spirales, peuplent l'Univers actuel.

Voici la véritable forme de SPT0418-47, un sosie de notre Galaxie à 12 milliards d'années-lumière de nous. © Alma (ESO, NAOJ, NRAO), Rizzo et al.
Voici la véritable forme de SPT0418-47, un sosie de notre Galaxie à 12 milliards d'années-lumière de nous. © Alma (ESO, NAOJ, NRAO), Rizzo et al.

Comme le souligne l'équipe de Francesca Rizzo, cette galaxie semble étonnamment calme, « contredisant les théories stipulant que l'ensemble des galaxies peuplant l'Univers jeune présentaient turbulenceturbulence et instabilité. Cette découverte inattendue questionne notre compréhension de la formation des galaxies, et ouvre une nouvelle fenêtrefenêtre sur le passé de notre Univers ». Ce résultat constitue une « véritable percée dans le domaine de la formation des galaxies. Il atteste que les structures que nous observons au sein des galaxies spiralesgalaxies spirales proches de la nôtre ainsi que dans notre propre Voie lactée étaient déjà en place voici 12 milliards d'années ». Le fait que cette galaxie « ressemble tant aux galaxies proches de la nôtre constitua une véritable surprise. Ce résultat va à l'encontre de l'ensemble des prévisions des simulations numériquessimulations numériques et des données d'observations antérieures, moins détaillées », ajoute Filippo Fraternali de l'Institut d'astronomie de Kapteyn, université de Groningen aux Pays-Bas, coauteur de l'étude. 

Cette animation montre la forme de la galaxie lointaine SPT0418-47, reconstituée à partir des observations d'Alma. © ESO, YouTube

Une découverte inattendue qui questionne notre compréhension de la formation des galaxies 

Dans l'Univers jeune, les galaxies étaient encore en cours de formation. Les astronomes s'attendaient donc à ce qu'elles soient caractérisées par une certaine forme de chaos et dépourvues de structures distinctes, typiques de galaxies plus âgées telles que la Voie lactée. Cette découverte inattendue suggère que l'Univers jeune était peut-être moins chaotique que l'on ne le pensait et soulève de nombreuses questions relatives à la formation d'une galaxie si ordonnée peu après le Big BangBig Bang.

L'autre intérêt est artistique ! Cette forme d'anneau de lumière peut surprendre pour une galaxie qui ressemble à la nôtre ! Mais, elle s'explique par la technique dite de la lentille gravitationnellelentille gravitationnelle utilisée pour la découvrir. Dans cet effet, l'attraction gravitationnelle qu'exerce la galaxie voisine déforme et courbe la lumière en provenance de la galaxie distante, lui conférant cette apparence. L'alignement des deux galaxies étant presque parfait, la galaxie distante faisant l'objet d'une déformation gravitationnelle présente l'aspect d'un bel anneau de lumière autour de la galaxie voisine. Mais, comme le montre la vidéo qui illustre cet article, les astronomes ont reconstitué la véritable forme de la galaxie lointaine ainsi que le mouvementmouvement de son gazgaz en appliquant aux données d'Alma une nouvelle technique de modélisationmodélisation informatique.