dimanche 5 novembre 2017

Découverte de la galaxie spirale la plus lointaine


Quand les galaxies naissent, elles n'ont pas encore leur élégante forme spirale. Une équipe d'astrophysiciens vient de débusquer la galaxie spirale la plus lointaine (ou la plus jeune) à ce jour, elle se trouve dans l'Univers âgé de seulement 2,6 milliards d'années.




Cette galaxie spirale nouvelle détentrice du record de distance porte le nom de  A 1689 B11. Les chercheurs australiens, américains, israélien et français ont exploité le spectrographe infra-rouge NIFS (Near-infrared Integral Field Spectrograph) monté sur le télescope Gemini North situé à Hawaï et le technique de lentille gravitationnelle. C'est en effet quasi uniquement avec des lentilles gravitationnelles que l'on peut observer des galaxies individuelles aussi lointaines. 
Ce que montre l'image déformée et amplifiée (par un facteur 7,2) de A 1689 B11 (la lentille est jouée par l'amas de galaxies Abell 1689), que les chercheurs ont reconstruite, c'est une image dédoublée de la galaxie, ce qui leur permet de reconstruire en détail sa structure interne. On découvre alors une galaxie arborant des bras spiraux primitifs dans un disque très fin, ayant une vitesse de rotation très uniforme d'environ 200 km/s.

Tiantian Yuan (Swinburne University) et ses collaborateurs ont mesuré le taux de production d'étoiles de  A 1689 B11, il est de 22 masses solaires par an, soit 20 fois plus élevé que celui de notre galaxie à l'heure actuelle, cohérent avec le taux de production d'étoiles de galaxies de masse similaires à la même époque. La masse totale de cette galaxie est d'environ 10 milliards de masses solaires, c'est donc encore une petite galaxie.

Les galaxies spirales sont extrêmement rares dans l'Univers âgé de moins de 3 milliards d'années, les galaxies jeunes étant avant tout chaotiques et turbulentes. Cette découverte va donc permettre aux spécialistes d'un peu mieux comprendre la phase de transition entre système d'étoiles chaotique et disque fin et calme.

Tiantian Yuan et ses collègues estiment que leur découverte est le premier spécimen de la classe des premières galaxies spirales. Ils attendent maintenant beaucoup du télescope spatial Webb, dont l'une des spécialités sera justement l'étude des toutes premières galaxies de l'Univers.


Source

The most ancient spiral galaxy: a 2.6-Gyr-old disk with a tranquil velocity field
Tiantian Yuan, Johan Richard, Anshu Gupta, Christoph Federrath, Soniya Sharma, Brent A. Groves, Lisa J. Kewley, Renyue Cen, Yuval Birnboim, David B. Fisher
à paraître dans The Astrophysical Journal

Illustrations

1) Schéma du principe de lentille gravitationnelle avec les deux images de la galaxie A 1689 B11 (Gemini/James Josephides)

2) L'amas de galaxies Abell 1689 (NASA/ESA)