Découverte par hasard d’une mystérieuse galaxie primordiale dépourvue d’étoiles: comment est-ce possible

Scoperta per caso una misteriosa galassia primordiale priva di stelle: com’è possibile

Grâce à une erreur de pointage avec un puissant radiotélescope, les scientifiques ont découvert un objet jamais vu auparavant : une mystérieuse galaxie composée de gaz primordiaux sans aucune étoile. Elle se trouve à 270 millions d’années-lumière de nous.

Crédit : STScI/NSF/GBO/P.Vosteen)

Crédit : STScI/NSF/GBO/P.Vosteen)

À environ 270 millions d’années-lumière, un objet unique en son genre a été découvert : une galaxie totalement dépourvue d’étoiles. Du moins, d’étoiles visibles depuis la Terre grâce aux instruments scientifiques. Un objet de ce genre sans astres semble être totalement illogique, en pensant aux images de notre Voie lactée, d’Andromède et des autres galaxies qui figurent dans les livres d’astronomie, et pourtant c’est exactement ce que les scientifiques pensent avoir trouvé. L’aspect le plus intéressant de cette découverte réside dans le fait que cette galaxie, classifiée sous le nom de J0613+52, pourrait être un amas de gaz primordial, c’est-à-dire datant des débuts de l’Univers, qui, en raison de conditions particulières d’isolement et de diffusion du gaz, n’a pas déclenché la formation d’étoiles caractéristique de toutes les galaxies que nous connaissons.

Cette fascinante galaxie sans étoiles a été identifiée par une équipe de recherche internationale dirigée par des astronomes et astrophysiciens américains de l’Observatoire de Green Bank, qui ont collaboré étroitement avec des collègues de plusieurs instituts à travers le monde. Les scientifiques, coordonnés par le Dr Karen O’Neil, chercheuse principale à l’observatoire situé en Virginie, ont découvert J0613+52 par pur hasard. Ils étudiaient en effet des objets particuliers appelés galaxies à faible luminosité de surface (connues sous l’acronyme de LSB), c’est-à-dire généralement de petites galaxies, composées principalement de gaz et de matière noire, et très pauvres en étoiles. Ils s’apprêtaient à étudier les gaz présents en elles avec différents instruments, dont le Nançay Radio Telescope et le Green Bank Telescope, le plus grand radiotélescope au monde – un diamètre totalement orientable de 100 mètres – lorsqu’un des scientifiques a entré par erreur les coordonnées pour ce dernier instrument. Le radiotélescope a ainsi pointé une partie du ciel non analysée précédemment et est tombé par hasard sur un nuage d’hydrogène très particulier. Il était similaire à ceux que l’on trouve entre les étoiles d’une galaxie typique, mais entièrement dépourvu d’étoiles à l’intérieur.

La surprise réside dans le fait que ce gigantesque nuage de gaz, bien qu’il soit sans astres, se comporte comme une véritable galaxie, à la fois en termes de mouvement et de masse, comparables à ceux des galaxies spirales que sont la Voie lactée et Andromède citées précédemment. Les chercheurs ont même été en mesure d’observer le décalage Doppler des ondes radio lié à la rotation, avec des longueurs d’onde plus courtes dans la partie qui tourne près de nous et plus longues dans celle plus éloignée. Selon le Dr O’Neil et ses collègues, il s’agirait bel et bien d’une galaxie composée de gaz primordial, bien qu’elle se trouve dans l’Univers proche (270 millions d’années-lumière). En raison de la diffusion du gaz et de l’absence d’interactions gravitationnelles avec d’autres galaxies depuis des milliards d’années, J0613+52 serait restée dans un état immature et isolé. Nous ne connaissons aucun autre objet avec des caractéristiques similaires.

« Ce que nous savons, c’est qu’il s’agit d’une galaxie incroyablement riche en gaz. Elle ne montre pas la formation d’étoiles telle que nous l’attendons, probablement parce que son gaz est trop diffus. En même temps, elle est trop éloignée des autres galaxies pour pouvoir contribuer à déclencher la formation d’étoiles par le biais d’éventuelles interactions. J0613+52 semble être indemne et immature. Il s’agit peut-être de notre première découverte d’une galaxie proche composée de gaz primordial », a déclaré le Dr O’Neil dans un communiqué de presse. En raison de ses caractéristiques particulières, qui remettent en question les théories sur la formation de nouvelles étoiles, il s’agit d’un objet assez complexe à étudier, et il est probable qu’aucune autre donnée ne puisse être obtenue en dehors des ondes radio. Les détails de cette découverte fascinante ont été présentés lors de la réunion annuelle de l’American Astronomy Society.