Les scientifiques ont trouvé un moyen de regarder au-delà de l'atmosphère terrestre - et des anciennes poussières cosmiques - pour apercevoir des galaxies qui se sont formées au cours des 5 premiers milliards d'années de l'Univers.
Une nouvelle étude, publiée aujourd'hui dans la revue Nature, révèle les toutes premières nouvelles des régions de formation d'étoiles à la fois proches et lointaines - y compris certaines provenant des bords de l'Univers, qui s'éloignent le plus rapidement de nous en raison de l'expansion de l'Univers.
Les résultats clarifient également les sources du fond infrarouge lointain, longtemps enveloppé de mystère.
Les découvertes proviennent du télescope submillimétrique à grande ouverture porté par ballon (BLAST), qui a flotté à 120 000 pieds (36 576 mètres) au-dessus de l'Antarctique en 2006.
L'équipe BLAST a choisi de cartographier une région particulière du ciel appelée Great Observatories Origins Deep Survey – South (GOODS-South), qui a été étudiée à d'autres longueurs d'onde par les trois «grands observatoires» de la NASA - les télescopes spatiaux Hubble, Spitzer et Chandra . Au cours d'un vol en ballon épique de 11 jours, BLAST a trouvé plus de 10 fois le nombre total de galaxies à éclats d'étoiles submillimétriques détectées au cours d'une décennie d'observations au sol.
"Nous avons tout mesuré, depuis des milliers de petits nuages dans notre propre galaxie en formation d'étoiles jusqu'aux galaxies de l'Univers alors qu'il n'était que le quart de son âge actuel", a déclaré l'auteur principal Mark Devlin, de l'Université de Pennsylvanie.
Dans les années 80 et 90, certaines galaxies appelées galaxies infrarouges ultralumineuses se sont avérées donner naissance à des centaines de fois plus d'étoiles que nos propres galaxies locales. Ces galaxies «à éclat d'étoile», situées à 7 à 10 milliards d'années-lumière, constitueraient le fond infrarouge lointain découvert par le satellite COBE. Depuis la mesure initiale de ce rayonnement de fond, des expériences à plus haute résolution ont tenté de détecter les galaxies individuelles qui le composent.
L'étude BLAST combine des mesures de relevés de télescopes à des longueurs d'onde inférieures à 1 millimètre avec des données à des longueurs d'onde infrarouges beaucoup plus courtes provenant du télescope spatial Spitzer. Les résultats confirment que tout le fond infrarouge lointain provient de galaxies éloignées individuelles, résolvant essentiellement une question vieille de dix ans sur l'origine du rayonnement.
La formation d'étoiles a lieu dans des nuages composés d'hydrogène gazeux et d'une petite quantité de poussière. La poussière absorbe la lumière des étoiles des étoiles jeunes et chaudes, chauffant les nuages à environ 30 degrés au-dessus du zéro absolu (ou 30 Kelvin). La lumière est réémise à des longueurs d'onde infrarouges et submillimétriques beaucoup plus longues.
Ainsi, jusqu'à 50% de l'énergie lumineuse de l'Univers provient de la lumière infrarouge de jeunes, formant des galaxies. En fait, il y a autant d'énergie dans le fond infrarouge lointain que dans la lumière optique totale émise par les étoiles et les galaxies dans l'Univers. Les images optiques familières du ciel nocturne manquent dans la moitié de l'image décrivant l'histoire cosmique de la formation des étoiles, disent les auteurs.
«BLAST nous a donné une nouvelle vision de l'Univers», a déclaré Barth Netterfield de l'Université de Toronto, l'investigateur principal canadien de BLAST, «permettant à l'équipe BLAST de faire des découvertes sur des sujets allant de la formation des étoiles à l'évolution des lointains. Galaxies. "
Dans un accompagnement Nouvelles et opinions Par exemple, l'auteur Ian Smail, un cosmologiste computationnel de l'Université de Durham au Royaume-Uni, a écrit que «l'implication de ces observations est que la phase de croissance active de la plupart des galaxies vues aujourd'hui est bien derrière elles - elles déclinent en leur équivalent de milieu âge."
Il a également souligné que les études de ces événements de formation d'étoiles extrêmes dans l'Univers primitif seront facilitées par trois avancées majeures attendues au cours de la prochaine année: la caméra submillimétrique sur l'observatoire spatial Herschel de l'ESA / NASA; le développement de détecteurs grand format fonctionnant à des longueurs d'onde submillimétriques, dont un monté sur le télescope James Clerk Maxwell; et la première phase du réseau Atacama Large Millimeter Array (ALMA).
"De telles observations permettront aux astronomes d'étudier la distribution du gaz et la formation d'étoiles au sein de ces premières galaxies", a écrit Smail, "ce qui à son tour aidera à identifier le processus physique qui déclenche ces éclats ultralumineux de formation d'étoiles et leur rôle dans la formation de les galaxies que nous voyons dans le Space Magazine. "
LEAD IMAGE CAPTION: Le télescope BLAST juste avant son lancement en Antarctique. BLAST est au premier plan, à côté du ballon de 28 millions de pieds cubes, à l'arrière-plan se trouve le volcan Mont Erebus. Crédits: Mark Halpern
Source: Nature et communiqué de presse de l'Université de Pennsylvanie (pas encore en ligne). Des images, des photographies, des cartes du ciel et l'étude complète sont disponibles sur le site Web de BLAST.
