jeudi 3 mars 2016

GN-z11, la galaxie la plus lointaine de l'Univers : 13,4 milliards d'années-lumière

Hubble vient de pulvériser le record de distance de la galaxie la plus lointaine observée : elle s'appelle GN-z11 et a un redshift z=11,1 soit à 13,4 milliards d'années-lumière, alors que le précédent record se situait à z=8,68, soit 13,2 milliards d'années-lumière.



GN-z11 (ESA/NASA/P. Oesch et al., Yale University)
Cette toute petite galaxie extrêmement jeune et étonnamment lumineuse en son genre, se trouve seulement 400 millions d'années après le Big Bang. C'est en poussant le télescope spatial Hubble à ses limites que l'équipe menée par Pascal Oesch (Université de Yale) ont trouvé ce joyau là où l'univers n'avait que 3% de son âge actuel. Il s'agit d'une véritable prouesse réussie avec ce vieux Hubble, que les astronomes pensaient impossible avant la mise en orbite de son successeur, le Webb Telescope.
GN-z11 avait déjà été observée par le passé et sa distance évaluée une première fois en déterminant sa couleur grâce à Hubble et au télescope Spitzer. Cette fois-ci, les astrophysiciens ont utilisé l'instrument WFC3 (Wide Field Camera 3) de Hubble pour mesurer la distance de GN-z11 par spectroscopie en mesurant directement son redshift (décalage spectral vers le rouge produit par l'expansion cosmique). La précédente détentrice du record de distance déterminée par spectroscopie était une galaxie qui avait un redshift z de 8,68, mais GN-z11, elle, a un redshift de 11,1, se situant donc 200 millions d'années plus tôt dans l'histoire cosmique que le précédent record, à 13,4 milliards d'années-lumière de distance.
Les astrophysiciens pensent déjà qu'ils ne parviendront pas à faire mieux avec Hubble avant l'arrivée du télescope Webb, comme le dit Pieter van Dokkum de l'université de Yale : "C'est une réussite extraordinaire pour le télescope Hubble. Il est parvenu à pulvériser tous les records antérieurs tenus depuis des années par des télescopes terrestres beaucoup plus grands. Ce nouveau record tiendra très certainement jusqu'au lancement du JWST".

GN-z11 est environ 25 fois plus petite que votre Voie Lactée, et ne possède que 1% en masse des étoiles de notre galaxie. C'est un embryon de galaxie mais qui semble grossir très vite, car elle forme des étoiles à un taux 20 fois supérieur au taux actuel de notre galaxie. C'est cette intense formation d'étoiles qui rend GN-z11 suffisamment brillante pour être vue et analysée par Hubble et Spitzer.
Les chercheurs sont étonnés de voir une galaxie ayant déjà une masse de 1 milliard de masses solaires si peu de temps après la singularité initiale du Big Bang (400 millions d'années après).

Cette observation laisse présager de très belles découvertes par le télescope Webb dès 2018, mais aussi par le télescope WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope) de la NASA, qui, a eux deux, devraient explorer en détails cette zone de l'Univers peuplée des toutes premières galaxies. Ils pourraient en trouver des milliers parmi les plus distantes.

Sources :

Communiqué de la NASA :
Communiqué de Yale University

Article de P. Oesch et al. accepté pour publication dans The Astrophysical Journal