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Des galaxies anciennes et lumineuses éclairent l'univers primitif

Des galaxies anciennes et lumineuses éclairent l'univers primitif

Le télescope spatial Spitzer de la NASA a étudié certaines des premières galaxies de l'univers et les a trouvées plus brillantes que prévu, apportant un nouvel éclairage sur les conditions de l'univers primitif.

L'époque de la réionisation

En regardant certaines des premières galaxies à s'être formées dans l'univers, les scientifiques de la NASA ont découvert qu'elles sont plus brillantes qu'ils ne le prévoyaient, indiquant une cause possible de la soi-disant époque de réionisation qui a transformé l'univers primitif d'un nuage opaque en le vide transparent plein d'étoiles que nous voyons aujourd'hui.

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Les galaxies en question avaient environ 13 milliards d'années ou plus, ce qui les rend toutes moins d'un milliard d'années plus jeunes que l'univers lui-même. Environ 100 à 200 millions d'années après le Big Bang, les premières étoiles se seraient formées qui se fondraient dans les premières galaxies dans un nuage dense d'hydrogène neutre qui remplissait l'univers entier.

Environ 1 milliard d'années après le Big Bang, quelque chose avait changé. L'univers avait traversé ce que l'on appelle l'époque de la réionisation, où tous les atomes d'hydrogène neutres de l'univers avaient été dépouillés d'électrons, produisant un univers plein d'hydrogène ionisé. Le mystère est ce qui pourrait provoquer l'ionisation de tout l'hydrogène de l'univers, permettant à des longueurs d'onde de lumière précédemment bloquées de passer, transformant l'univers d'un nuage opaque en un firmament étincelant plein d'étoiles et de galaxies.

Galaxies antiques plus brillantes que prévu

Observant deux régions de l'espace pendant plus de 200 heures chacune, le télescope spatial Spitzer de la NASA a pu capturer la faible lumière à 13 milliards d'années-lumière de distance, montrant certaines des premières galaxies à s'être formées dans l'univers. Ce que le télescope spatial Spitzer a vu, cependant, étaient 135 galaxies différentes qui étaient significativement plus lumineuses dans deux longueurs d'onde spécifiques de la lumière infrarouge, ce que les scientifiques ne s'attendaient pas.

Ces longueurs d'onde sont produites par l'interaction du rayonnement ionisant avec l'hydrogène et l'oxygène gazeux dans la galaxie elle-même. Cela indique que ces premières galaxies étaient composées de jeunes étoiles très massives constituées principalement d'hydrogène et d'hélium avec très peu d'éléments les plus lourds tels que l'azote, le carbone et l'oxygène que nous trouvons dans les étoiles de la galaxie moderne moyenne.

Bien qu'elle ne soit pas entièrement concluante, cette observation d'anciennes galaxies plus brillantes que prévu, flamboyantes de rayonnements ionisants, offre un indice important sur la façon dont l'époque de la réionisation s'est déroulée sur des centaines de millions d'années.

"Nous ne nous attendions pas à ce que Spitzer, avec un miroir pas plus grand qu'un Hula-Hoop, soit capable de voir des galaxies si près de l'aube des temps", a déclaré Michael Werner, scientifique du projet Spitzer Space Telescope au Jet Propulsion Laboratory de la NASA. "Mais la nature est pleine de surprises, et la luminosité inattendue de ces premières galaxies, ainsi que la superbe performance de Spitzer, les met à portée de notre petit mais puissant observatoire."

L'étude de ces anciennes galaxies a été publiée le mois dernier dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.


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