Ces trois panneaux montrent, de gauche à droite, quelle pourrait être la trajectoire évolutive de la galaxie XMM-2599, commençant comme une galaxie poussiéreuse formant des étoiles, puis devenant une galaxie morte, et peut-être devenant une "galaxie en grappes la plus brillante", ou BCG .
(Image: © NRAO / AUI / NSF / B. Saxton; NASA / ESA / R. Foley; NASA / StScI.)
Les astronomes viennent de découvrir un monstre rare galaxie qui a grandi rapidement dans les premiers jours de l'univers - puis s'est calmé étonnamment vite.
Le nouveau géant, connu sous le nom de XMM-2599, se trouve à environ 12 milliards d'années-lumière de la Terre, ce qui signifie que les scientifiques voient la galaxie telle qu'elle existait lorsque l'univers était assez jeune. (Le Big Bang qui a créé l'univers s'est produit il y a 13,82 milliards d'années.)
«Avant même que l'univers ait 2 milliards d'années, le XMM-2599 avait déjà formé une masse de plus de 300 milliards de soleils, ce qui en faisait une galaxie ultramassive», Benjamin Forrest, chercheur postdoctoral au Département de physique et d'astronomie de l'Université de California Riverside (UCR), dit dans un communiqué.
"Plus remarquablement, nous montrons que le XMM-2599 a formé la plupart de ses étoiles dans une énorme frénésie lorsque l'univers avait moins de 1 milliard d'années, puis est devenu inactif au moment où l'univers n'avait que 1,8 milliard d'années", a ajouté Forrest, l'auteur principal d'une nouvelle étude rapportant la découverte de XMM-2599.
Forrest et ses collègues ont utilisé un instrument appelé le spectrographe multi-objets pour l'exploration infrarouge (MOSFIRE), qui est installé sur un télescope à l'Observatoire Keck à Hawaï. Les observations MOSFIRE ont permis à l'équipe de déterminer la masse du XMM-2599 et sa distance de la Terre.
Les chercheurs ont également déterminé que la galaxie créait chaque année plus de 1 000 soleils d'étoiles pendant son pic d'activité. (À titre de comparaison, notre voie Lactée ne forme actuellement qu'une seule masse solaire de nouvelles étoiles par an.) Mais ce pic se trouve dans le rétroviseur du XMM-2599; son moteur de naissance d'étoiles s'est arrêté, pour des raisons qui restent obscures.
"Même si ces galaxies massives sont incroyablement rares à cette époque, les modèles les prédisent", a déclaré la co-auteur Gillian Wilson, professeur de physique et d'astronomie à l'UCR qui dirige le laboratoire dans lequel travaille Forrest, dans la même déclaration.
"Les galaxies prévues devraient toutefois former activement des étoiles", a ajouté Wilson. "Ce qui rend le XMM-2599 si intéressant, inhabituel et surprenant, c'est qu'il ne forme plus d'étoiles, peut-être parce qu'il a cessé de recevoir du carburant ou trou noir a commencé à s'allumer. Nos résultats appellent à des changements dans la façon dont les modèles désactivent la formation d'étoiles dans les premières galaxies. "
Les chercheurs continueront d'observer le XMM-2599 à l'aide de Keck, dans le but de mieux caractériser la galaxie et d'étudier les questions sans réponse à ce sujet. La question la plus importante peut concerner le sort de la galaxie.
"Nous ne savons pas ce que cela va devenir aujourd'hui", a déclaré Wilson. "Nous savons qu'il ne peut pas perdre de masse. Une question intéressante est de savoir ce qui se passe autour de lui. Au fil du temps, pourrait-il attirer par gravitation des galaxies formatrices d'étoiles proches et devenir une ville brillante de galaxies?"
La nouvelle étude a été publiée en ligne mercredi 5 février dans The Astrophysical Journal Letters.
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