MacroCosmos mai-juin 2016

CHRONIQUES DE L'ESPACE C ette illustration montre la frise chronologique de l’Univers, s’étirant des jours actuels (à gauche) au Big Bang, il y a 13.8 milliards d’années (à droite). La galaxie GN-z11, récemment observée est la plus lointaine galaxie découverte jusqu’à présent, avec un dé- calage dans le rouge de 11.1, ce qui correspond à 400 millions d’années après le Big Bang. La précédente détentrice du record est éga- lement localisée. Sa position éloignée place GN-z11 au début de l’ère de la réionisation. Durant cette période la lumière des premières galaxies commençait à réchauffer et soulever des nuages d’hydrogène froid qui remplissaient dans l’Univers. La galaxie détenant le record auparavant a été observée au milieu de cette époque, environ 150 millions d’années après. [NASA, ESA, et A Feild (StScl)] encore que 3% de son âge, » dit Pas- cal Oesch de l’Université de Yale et auteur principal de l’étude. Pour dé- terminer une grande distance com- me celle à GN-z11, les astronomes mesurent le décalage vers le rouge des objets observés. Ce phénomène est le résultat de l’expansion de l’Univers ; chaque objet de l’Univers semble s’éloigner de nous et en con- séquence sa lumière est étirée vers des longueurs d’onde plus grandes et plus rouges. Avant que les astronomes ne mesu- rent la distance à GN-z11, la galaxie la plus lointaine mesurée, EGSY8p7, avait un décalage dans le rouge de 8.68. A présent, l’équipe a confirmé que le décalage de GN-z11 était de 11.1, ce qui correspond à 400 millions d’années après le Big Bang. « La pré- cédente détentrice du record avait été vue au milieu de l’ère pendant laquelle la lumière des galaxies pri- maires commençait à réchauffer et soulever des nuages d’hydrogène froids, » explique le co-auteur Ry- chard Bouwens de l’Université de Lei- den aux Pays-Bas. « Cette période de transition est connue comme l’ère de la réionisation. GN-z11 est observée 150 millions d’années plus tôt, au tout début de cette phase de transition dans l’évolution de l’Univers. » La combinaison des observations fai- tes par Hubble et Spitzer a révélé que la jeune galaxie est 25 fois plus petite que la Voie Lactée et possède seule- ment un pourcent de la masse de notre galaxie en étoiles. Cependant, le nombre d’étoiles dans la nouvelle GN-z11 augmente rapidement. La ga- laxie forme des étoiles à une vitesse 20 fois plus grande que la Voie Lactée ne le fait aujourd’hui (environ 24 masses solaires de gaz et de poussière par an converties en nouvelles étoi- les). Cet important taux de formation d’étoiles rend la galaxie suffisamment brillante pour être vue et observée en détail par Hubble. Cependant, la dé- couverte soulève aussi de nouvelles questions puisque l’existence de gala- xies aussi brillantes et grandes n’est pas prédite par la théorie. « C’est im- pressionnant qu’une galaxie si mas- sive existe seulement 200 à 300 millions d’années après que les toutes premières étoiles aient commencé à se former. Cela requiert une crois- sance très rapide, formant des étoiles à un taux très important pour former une galaxie de milliards de masses so- laires si tôt, » explique Garth Illing- worth de l’Université de Californie à Santa Cruz. Marijn Franx, un membre de l’équipe de l’Université de Leiden insiste : « La découverte de GN-z11 a été une grande surprise pour nous tous, car nos travaux antérieurs sug- géraient qu’aucune galaxie aussi bril- lante ne pouvait exister si tôt dans l’Univers. » Son collègue Ivo Labbe ajoute : « La découverte de GN-z11 nous montre que notre connaissance des débuts de l’Univers est très limi- tée. Comment GN-z11 a été créée reste un mystère pour le moment. Peut-être observons-nous les premiè- res générations d’étoiles se formant autour de trous noirs. » Ces découvertes offrent un avant- gout appétissant de ce que le téles- cope spatial James Webb sera capable d’observer. « Cette nouvelle décou- verte nous montre que le JWST trou- vera probablement beaucoup d’au- tres jeunes galaxies comme celle-ci datant de la formation des premières galaxies. » conclut Illingworth. n