Une équipe d’astronomes annonce avoir identifié une galaxie spirale lointaine nommée ceers-2112. Elle présente des caractéristiques similaires à notre propre Voie lactée. Cet objet présente une barre d’étoiles et de gaz dans son noyau, une caractéristique que l’on croyait précédemment être le signe d’une galaxie mature. À l’époque où l’univers n’avait que deux milliards d’années, ceers-2112 démontre ainsi que de telles galaxies existaient déjà, ce qui remet en question les modèles théoriques existants.
Galaxies spirales
Une galaxie spirale, comme notre Voie lactée, est un type de galaxie caractérisée par une structure en forme de disque plat avec des bras spiraux enroulés autour du noyau central. Les bras spiraux contiennent une grande quantité d’étoiles, de gaz et de poussière, conférant à ces objets leur apparence caractéristique en spirale. Certaines, comme la Voie lactée, arborent également une barre d’étoiles en leur centre.
Pendant longtemps, on pensait que ces barres galactiques se formaient plus tard dans l’évolution d’une galaxie, probablement plusieurs milliards d’années après le Big Bang.
Les observations antérieures effectuées par le télescope spatial Hubble avaient également suggéré que les galaxies du tout début de l’univers avaient tendance à être moins susceptibles de présenter des structures en barre, renforçant ainsi l’idée que cette caractéristique était le résultat d’une évolution galactique sur des périodes très longues.
Cependant, la récente découverte de la galaxie ceers-2112 remet en question ces idées.
Un « sosie » de la Voie lactée apparu très tôt dans l’univers
Ceers-2112 a été identifiée à l’aide du télescope spatial James Webb. Ce digne « successeur » de Hubble, conçu pour observer l’univers dans l’infrarouge, peut collecter jusqu’à six fois plus de lumière que ce dernier, ce qui le rend particulièrement efficace pour observer des objets très éloignés. Cette capacité accrue à collecter la lumière lui permet aussi de détecter des caractéristiques plus subtiles des galaxies lointaines, y compris des détails sur leur structure et leur morphologie.
Dans le cas de ceers-2112, l’observation a été réalisée à un redshift de 3, ce qui signifie que la lumière de la galaxie a voyagé pendant 11,7 milliards d’années avant d’atteindre le télescope James Webb. Les données collectées ont permis aux astronomes d’identifier la présence inattendue d’une barre galactique à l’intérieur.
Cette galaxie spirale démontre ainsi que des objets similaires à la Voie lactée existaient déjà à un stade très précoce de l’histoire de l’univers, bien avant ce que l’on pensait être le bon moment pour la formation de ces barres galactiques. En conséquence, cette découverte bouleverse nos modèles théoriques et soulève des interrogations sur les conditions physiques de l’univers primitif.
Une influence surestimée
Cette étude a par ailleurs contribué à éclairer le rôle de la matière noire dans l’univers. Plus précisément, le télescope James Webb a permis aux astronomes d’obtenir des images détaillées de la galaxie ceers-2112. En analysant les vitesses de rotation des étoiles au sein de la galaxie, ils ont ensuite pu évaluer la masse de sa barre galactique. La façon dont les étoiles se déplacent dans une galaxie révèle en effet des informations sur la distribution de la matière à l’intérieur de la galaxie.
Les chercheurs ont ensuite utilisé des modèles théoriques pour simuler la formation de la galaxie ceers-2112 et pour comprendre comment la matière noire et la matière ordinaire ont contribué à sa création. En ajustant ces modèles aux observations, ils ont pu estimer la contribution relative de ces deux types de matière.
Dans le cas de ceers-2112, il semblerait ainsi que la matière noire n’a joué qu’un rôle mineur dans la formation de la barre galactique qui était principalement constituée de matière ordinaire. Là encore, cette découverte remet en question les modèles théoriques précédents qui supposaient que la matière noire était prédominante dans la formation de telles structures galactiques.
Les détails de l’étude sont publiés dans la revue Nature.
