Nous avons tous une vie de Star… ou encore les étoiles vivent, évoluent et meurent comme nous. Dans des galaxies comme notre Voie Lactée, les étoiles qui naissent chaque année représentent à peu peu près la même masse que le Soleil. Différentes études donnent des chiffres différents, mais ils ne varient que d’environ une à quatre fois la masse du Soleil (330 000 fois la masse de la Terre).
Cependant, les choses étaient bien différentes lors de la jeunesse de l’Univers. De nouvelles observations ont trouvé une ribambelle de galaxies qui engendrent des étoiles à un taux de 80 fois la masse du Soleil chaque année. Non seulement cela, mais une galaxie lointaine, récemment découverte, libère de nouvelles étoiles à la fantastique vitesse d’environ 3000 masses solaires par an !
Nous savons que de nombreuses galaxies ont des taux élevés de formation stellaire, nous en voyons quelques une localement, mais nous en trouvons davantage à mesure que nous nous éloignons dans l’espace. En regardant au loin, c’est comme regarder en arrière dans le temps, car il faut du temps à la lumière pour aller de la galaxie vers nous. Pour faire simple, nous voyons une galaxie située à un milliard-d’années lumière de la Terre telle qu’elle était il y a un milliard d’années. L’Univers est âgé de 13,8 milliards d’années, et les galaxies ont commencé à se former peu après, ainsi en regardant des galaxies extrêmement lointaines nous observons l’Univers tel qu’il était dans sa jeunesse.
La galaxie appelée HFLS3 a été trouvée avec la mise en orbite du télescope spatial Herschel, qui voit dans l’infrarouge lointain. Les galaxies qui produisent des étoiles font aussi beaucoup de molécules que nous appelons “poussière”; ces nuages de poussière absorbent la lumière visible, mais laissent passer l’infrarouge. Cela fait d’elles des cibles de choix pour Herschel.
Après une sélection parmi différente prétendante, HFLS3, a été jugée assez lointaine. Les astronomes ont déterminé qu’elle était à 13 milliards années-lumière, ce qui signifie que l’Univers lui-même n’avait que 800 à 900 000 000 ans quand la lumière que nous voyons à quitter la galaxie.
Le problème, car il y en a un selon les modèles de physique de l’astronomie, c’est qu’une si jeune galaxie, de la taille de la voie lactée, contient une centaine de milliards d’étoiles de plus que la nôtre. Cette découverte est très surprenante étant donné son jeune âge et signifie également que tous nos modèles de formation des étoiles ont besoin d’être revisités. La galaxie est bien là, et elle semble être incroyablement féconde. Si les modèles physiques actuels ont du mal à la répliquer, alors nous avons besoin de comprendre pourquoi. Peut-être que les conditions, il y a 13 milliards d’années, ne sont pas exactement ce à quoi l’homme s’attendait et affecte le taux de naissance des étoiles. Ou peut-être que cette galaxie est juste particulièrement bizarre, comportant quelques caractéristiques inhabituelles qui lui permettent de produire intensément des étoiles.
Dominik Riechers, de l’Université Cornell qui a dirigé l’équipe chargée de découvrir HFLS3, espère en apprendre davantage avec l’aide du tout nouveau et très puissant radiotélescope ALMA et du Very Large Array (VLA), également un radiotélescope composé de 27 antennes paraboliques. Toutes ces informations seront bien utiles pour comprendre comment les étoiles se sont formées dans l’Univers primordial. Peut-être que les observations de l’ALMA auront un impact direct sur la façon dont nous pouvons comprendre HFLS3.
Image d’entête : L’arrière-plan est une image de la partie du ciel dans laquelle HFLS3 a été trouvé par Herschel/SPIRE. L’encart en haut à gauche combine les données radio/PdBI/image submillimétrique de la galaxie éloignée. En haut à droite, l’émission radio des molécules d’oxyde de carbone détectée par le VLA. (Riechers, ESA/Herschel/HerMES/IRAM/, NRAO/AUI/NSF)
L’étude publiée sur Nature ou libre d’accès sous un format PDF sur Arxiv : A Dust-Obscured Massive Maximum-Starbust Galaxy at a Redshift of 6.34.