Les astronomes détectent les mouvements de tourbillons dans les premières galaxies

Une simulation de disque en rotation, donnant une forme de tourbillon, très similaire à celle de notre Voie lactée et d’autres galaxies spirales via R. Crain (LJMU) et J. Geach (U.Herts) / ALMA.

Lors de la réunion de l'American Astronomical Society à Washington, la semaine dernière, des astronomes de l'Université de Cambridge en Angleterre ont déclaré que leur retour en arrière avait eu lieu peu après le Big Bang et la découverte de gaz tourbillonnant dans certaines des premières galaxies. C’est-à-dire que ces petites galaxies - observées telles qu’elles sont apparues il ya près de 13 milliards d’années - tournaient déjà comme un tourbillon semblable à notre propre Voie lactée et à de nombreuses autres galaxies spirales. Ces astronomes ont déclaré que c'était la première fois qu'ils détectaient un mouvement dans de telles jeunes galaxies, si tôt dans l'histoire de l'univers.

Les résultats sont publiés dans la revue Nature à comité de lecture.

Les chercheurs - dirigés par Renske Smit de l'Institut de cosmologie Kavli de l'Université de Cambridge - ont utilisé le grand réseau Atacama de grands millimètres / submillimètre (ALMA) pour mener ces recherches. L'équipe a déclaré s'attendre à plus de chaos dans la structure de ces premières galaxies.

Ils étaient surpris de voir ces galaxies nouvellement nées tourbillonner et tourner dans un mouvement tourbillonnant.

Image du ciel nocturne du télescope Hubble où les galaxies ont été trouvées, plus 2 panneaux zoomés des données ALMA. Image via Hubble (NASA / ESA), ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), P. Oesch (Université de Genève) et R. Smit (Université de Cambridge).

Une déclaration de ces astronomes a expliqué:

Il faut du temps pour que la lumière des objets lointains atteigne la Terre. Par conséquent, observer des objets situés à des milliards d'années-lumière nous permet de regarder en arrière dans le temps et d'observer directement la formation des premières galaxies. Cependant, à cette époque, l’Univers était empli d’un «voile» obscur d’hydrogène neutre, ce qui rend difficile de voir la formation des toutes premières galaxies avec des télescopes optiques.

Smit et ses collègues, dont Stefano Carniani, également à Cambridge, ont utilisé ALMA pour observer deux petites galaxies nouveau-nées, car elles existaient à peine 800 millions d'années après le Big Bang. En analysant «l'empreinte» spectrale de la lumière infrarouge lointaine collectée par ALMA, ils ont pu établir la distance qui les séparait des galaxies et voir pour la première fois le mouvement interne du gaz qui alimentait leur croissance.

Les astronomes ont également constaté que, malgré leur taille relativement petite, environ cinq fois plus petite que la Voie Lactée, ces galaxies formaient des étoiles à un taux plus élevé que les autres jeunes galaxies. Smit a commenté:

Au début de l'univers, la gravité entraînait l'écoulement rapide de gaz dans les galaxies, les remuant et formant beaucoup de nouvelles étoiles. De violentes explosions de supernova provenant de ces étoiles ont également rendu le gaz turbulent.

Nous nous attendions à ce que les jeunes galaxies soient dynamiquement «désordonnées», en raison des ravages causés par l'explosion d'étoiles jeunes, mais ces mini-galaxies montrent la capacité de maintenir l'ordre et semblent bien régulées. En dépit de leur petite taille, elles grandissent déjà rapidement pour devenir l'une des galaxies «adultes» comme celle dans laquelle nous vivons aujourd'hui.

Les astronomes ont déclaré que les données de leur projet sur les petites galaxies ouvraient la voie à de plus grandes études sur les galaxies au cours du premier milliard d'années du temps cosmique.

Concept d'artiste du mouvement tourbillon dans une galaxie, via Amanda Smith / Université de Cambridge.

En résumé: des astronomes de l’Université de Cambridge en Angleterre ont utilisé le télescope ALMA au Chili pour identifier de petites et très jeunes galaxies - seulement 800 millions d’années après le Big Bang - prenant déjà une forme en spirale.

Source: Rotation dans le gaz émetteur de [C II] dans deux galaxies à un redshift de 6, 8

Via ALMA