De mystérieuses ondulations découvertes dans la plus ancienne galaxie spirale

Les astronomes ont détecté des ondulations semblables à des étangs dans le disque gazeux d’une ancienne galaxie.

Qu’est-ce qui a causé ces ondulations et que nous disent-elles sur la formation et l’évolution de la galaxie lointaine ? Et quoi qu’il arrive, comment cela a-t-il affecté la galaxie et sa fonction principale : former des étoiles ?

Cette découverte fait référence à la plus ancienne galaxie spirale connue. Il a plus de 12 milliards d’années et s’appelle BRI 1335-0417. En tant que spirale la plus ancienne connue, elle occupe une place importante dans notre étude de la formation et de l’évolution des galaxies.

Selon les scientifiques, les ondulations du disque de BRI 1335-0417 révèlent les schémas de croissance de la galaxie. Les observations montrent un mouvement oscillant vertical du disque, comme des ondulations dans un étang. C’est la première fois que ce phénomène est observé, et les ondulations pourraient aider à expliquer la formation des étoiles dans la galaxie.

Les observations font partie d’une nouvelle recherche publiée dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society. La recherche est intitulée « Détection d’une onde de courbure de disque dans une galaxie en spirale barrée à redshift 4,4 ». L’auteur principal est le Dr Takafumi Tsukui, chercheur postdoctoral à l’École de recherche en astronomie et astrophysique (RSAA) de l’Université nationale australienne.

BRI 1335-0417 est connue pour son taux élevé de formation d’étoiles. Elle forme des étoiles de manière beaucoup plus prolifique que les galaxies modernes telles que la Voie lactée. Certaines mesures indiquent qu’elle forme des étoiles des centaines de fois plus vite que notre galaxie. D’une manière ou d’une autre, le gaz est transporté et transformé en étoiles plus efficacement que dans d’autres galaxies.

Les observations qui ont révélé les ondulations ont été réalisées avec ALMA, le Large Millimeter/submillimeter Array d’Atacama. ALMA est particulièrement efficace pour observer les gaz et les poussières, ce qui a permis d’identifier les ondulations. Les chercheurs affirment que les ondulations témoignent d’un certain type d’influence externe, telle que des interactions avec une autre galaxie ou un afflux de gaz. Les deux influences peuvent déclencher une formation rapide d’étoiles et peuvent aider à expliquer pourquoi BRI 1335-0417 forme des étoiles si rapidement.

Mais ALMA a découvert bien plus que de simples répercussions ; il a également trouvé des traces d’une barre centrale.

Les barres dans les galaxies spirales peuvent favoriser la formation d’étoiles en canalisant le gaz des bras vers la région centrale de la galaxie et en alimentant la naissance d’étoiles à cet endroit. Ce même processus peut également expliquer noyaux galactiques actifs.

« La barre, d’un rayon de 3,3 +/- 0,2 kiloparsecs et reliant la spirale à deux bras précédemment identifiée, est visible sur les deux images [C-II] e [infravermelho distante]entraînant l’évolution rapide de la galaxie en dirigeant le gaz vers le noyau », écrivent les chercheurs dans leur article.

Les barres dans les galaxies spirales sont courantes. Un une étude a montré que plus d’un quart de toutes les galaxies spirales ont des barres. La Voie lactée et notre plus proche voisine, la galaxie d’Andromède, sont toutes deux des spirales barrées. Les barres peuvent être temporaires et se dégrader avec le temps, transformant les galaxies spirales barrées en galaxies spirales plus simples. Les barres pourraient ne durer qu’environ deux milliards d’années. Ils peuvent être cycliques, se former et se décomposer à plusieurs reprises, ce qui explique en partie pourquoi nous en trouvons autant.

Certaines idées astronomiques établies affirment que la formation d’une barre est l’acte final de l’évolution d’une galaxie spirale.

“La formation d’une barre pourrait être le dernier acte important dans l’évolution d’une galaxie spirale”, a déclaré Kartik Sheth du Spitzer Science Center, commentant les recherches menées en 2008.

« On pense que les galaxies se forment par fusion avec d’autres galaxies. Une fois qu’ils se sont stabilisés, le seul autre moyen significatif pour eux d’évoluer est l’influence des barreaux.

Mais les astronomes n’avaient jamais trouvé de barre dans une galaxie aussi ancienne de l’Univers.

Ceci suggère un mécanisme différent pour la formation des barres. «Le bar identifié en images [C-II] e [infravermelho distante] de la galaxie à disque riche en gaz suggère une nouvelle perspective pour la formation initiale de barres dans les galaxies riches en gaz à haute énergie. décalage vers le rouge – un disque riche en gaz gravitationnellement instable générant une barre gazeuse formant une étoile, plutôt qu’une barre stellaire issue d’un disque stellaire préexistant », écrivent les auteurs.

“Cela peut expliquer les structures en forme de barres prédominantes observées dans les images FIR de galaxies submillimétriques à fort redshift”, expliquent les auteurs.

La découverte de ces ondulations – et de ces entailles – dans cette ancienne galaxie nous oblige à repenser. Normalement, le disque de gaz dans une galaxie comme celle-ci est stable, donc les ondulations indiquent que quelque chose est récemment arrivé au disque.

On ne sait pas encore avec certitude si cela est dû à une interaction avec une autre galaxie ou à un nuage de gaz massif. Cependant, la conclusion semble naturelle aux auteurs. “Il est naturel de supposer qu’une telle interaction aurait également activé une forte activité de formation d’étoiles”, écrivent-ils.

Les astronomes sont certains que les galaxies se forment et évoluent par fusion avec d’autres galaxies et avec des nuages ​​de gaz massifs. Ces résultats ne remettent pas en question cette idée. Mais l’observation de répercussions remarquables donne aux chercheurs un autre aperçu de la façon dont tout cela fonctionne.

L’article a été initialement publié par Evan Gouch sur L’univers aujourd’hui.