Extrait d'un communiqué de presse de la Royal Astronomical Society:
Les astronomes ont trouvé la première preuve concluante d'une augmentation spectaculaire de la naissance des étoiles dans une population nouvellement découverte de galaxies massives au début de l'Univers. Leurs mesures confirment l'idée que les étoiles se sont formées le plus rapidement il y a environ 11 milliards d'années, soit environ trois milliards d'années après le Big Bang, et que le taux de formation des étoiles est beaucoup plus rapide qu'on ne le pensait.
Les scientifiques ont utilisé l'observatoire spatial Herschel de l'Agence spatiale européenne, un télescope infrarouge avec un miroir de 3,5 m de diamètre, lancé en 2009. Ils ont étudié en détail les objets distants avec la caméra SPIRE (Spectral and Photometric Imaging Receiver), obtenant des preuves solides que le les galaxies forment des étoiles à une vitesse incroyable et ont de grands réservoirs de gaz qui alimenteront la formation des étoiles pendant des centaines de millions d'années.
Le Dr Scott Chapman, de l'Institut d'astronomie de Cambridge, a présenté les nouveaux résultats dans un article dans une édition spéciale de la revue Monthly Notices de la Royal Astronomical Society, mettant l'accent sur les résultats de Herschel.
Scott commente "Ces mesures Herschel-SPIRE ont révélé que la nouvelle population de galaxies est plus chaude que prévu, en raison de la formation d'étoiles beaucoup plus rapidement que nous ne le pensions auparavant."
Les galaxies sont si éloignées que la lumière que nous en détectons voyage depuis plus de 11 milliards d'années. Cela signifie que nous les voyons tels qu'ils étaient environ trois milliards d'années après le Big Bang. La clé des nouveaux résultats est la découverte récente d'un nouveau type de galaxie extrêmement lumineuse dans l'Univers primitif. Ces galaxies sont très faibles à la lumière visible, car les étoiles nouvellement formées sont toujours cocoonées dans les nuages de gaz et de poussière dans lesquels elles sont nées. Cette poussière cosmique, qui a une température d'environ -240oC, est beaucoup plus lumineuse aux longueurs d'onde infrarouges lointaines plus longues observées par le satellite Herschel.
Un type de galaxie apparenté a été découvert pour la première fois en 1997 (mais pas bien compris jusqu'en 2003) à l'aide de la caméra «SCUBA» fixée au télescope James Clerk Maxwell à Hawaï, qui détecte le rayonnement émis à des longueurs d'onde sous-millimétriques encore plus longues. Mais ces «galaxies submillimétriques» éloignées ne représentaient que la moitié de l'image de la formation des étoiles dans l'Univers primitif. Étant donné que SCUBA détecte préférentiellement des objets plus froids, il a été suggéré que des galaxies similaires avec des températures légèrement plus chaudes pourraient exister mais sont passées largement inaperçues.
Le Dr Chapman et d'autres ont mesuré leurs distances à l'aide du télescope optique Keck d'Hawaï et de l'observatoire sub-millimétrique du Plateau de Bure en France, mais n'ont pas pu prouver qu'ils étaient en proie à la formation rapide d'étoiles.
Herschel est le premier télescope capable de détecter ces galaxies au sommet de leur sortie, le Dr Chapman s'est donc associé à l'équipe «HerMES», dirigée par le professeur Seb Oliver de l'Université du Sussex et le Dr Jamie Bock à Caltech qui étaient entreprendre la plus grande étude des galaxies avec Herschel.
Avec les observations de Herschel, concentrées sur environ 70 galaxies dans la constellation d'Ursa Major, les scientifiques ont acquis les preuves manquantes pour confirmer que ces galaxies représentent un épisode crucial dans la constitution de grandes galaxies autour de nous aujourd'hui, comme notre propre laiteux Façon.
Le professeur Rob Ivison, membre de l'équipe, de l'Université d'Edimbourg, explique l'importance des nouveaux résultats. "Avec les données que nous avions auparavant, nous ne pouvions pas dire exactement d'où venait la lumière infrarouge de ces galaxies. Mais en utilisant SPIRE, nous pouvons voir que c'est la signature de la formation d'étoiles ».
Les nouvelles galaxies ont des taux prodigieux de formation d'étoiles, bien plus élevés que tout ce que l'on voit dans l'univers actuel. Ils se sont probablement développés au cours de rencontres violentes entre des galaxies jusqu'alors intactes, après que les premières étoiles et fragments de galaxies se soient déjà formés. Néanmoins, l'étude de ces nouveaux objets donne aux astronomes un aperçu des premières époques de formation des étoiles après le Big Bang.
Le collègue de l'équipe, le Dr Isaac Roseboom de l'Université de Sussex, résume le travail. "Il était étonnant et surprenant de voir les observations de Herschel-SPIRE découvrir une population aussi dramatique de galaxies jamais vues auparavant". Le professeur Seb Oliver, également de Sussex, ajoute: «Nous sommes vraiment époustouflés par la formidable capacité de Herschel à sonder l'univers lointain. Ce travail de Scott Chapman nous donne une véritable idée de l'apparence du cosmos au début de sa vie. »
Avec la nouvelle découverte, les astronomes dirigés par le Royaume-Uni ont fourni un recensement beaucoup plus précis de certaines des galaxies les plus extrêmes de l'Univers au sommet de leur activité. Les observations futures étudieront les détails de la source d'énergie des galaxies et tenteront d'établir comment elles se développeront une fois que leurs explosions d'activité intenses auront pris fin.
