Les observations des plus anciennes galaxies de l'Univers ont aidé les scientifiques à découvrir que les galaxies «mortes», incapables de former seules de nouvelles étoiles, existent presque depuis le tout début des temps, selon un article publié dans la revue Nature.
«Environ la moitié des plus grandes galaxies de l'Univers ont épuisé leurs réserves de« matériaux de construction stellaires »il y a 9 milliards d'années. On pensait que la raison en était des sursauts super puissants de formation d'étoiles provoqués par la collision de galaxies. À notre grande surprise, ces galaxies «mortes» sont spirales plutôt qu'elliptiques, ce qui contredit cette théorie », écrivent Sune Toft de l'Institut Niels Bohr de Copenhague, au Danemark, et ses collègues.
Univers cruel
Au centre de la Voie Lactée et de presque tous ses «cousins» se trouve un trou noir supermassif, «conduisant» de manière invisible les processus de circulation de la matière dans toute la galaxie. Pendant longtemps, les astronomes pensent que l'activation de tels trous noirs conduit à la dévastation progressive de la galaxie et à l'arrêt des processus de formation d'étoiles en raison du fait que le trou noir se réchauffe et projette des nuages froids de poussière et d'hydrogène à l'extérieur de la galaxie.
Ces nuages de gaz se refroidissent lentement et entourent progressivement les galaxies dans un cocon géant de plasma incandescent, ce qui empêche le mouvement des courants de gaz froids du milieu intergalactique. À la suite de tels processus, selon les scientifiques d'aujourd'hui, environ la moitié des galaxies de l'Univers observable sont des «cadavres vivants» - en fait, de nouvelles étoiles n'y naissent pas. D'autres astronomes pensent que la cause de la «mort» des galaxies est leurs collisions entre elles, qui conduisent à des sursauts soudains de formation d'étoiles et à un «épuisement» de toutes les réserves de gaz neutre.
Toft et ses collègues ont constaté que ni les trous noirs ni les collisions avec les voisins ne sont la cause de leur mort, ayant reçu les premières photographies des régions centrales des plus anciennes galaxies que l'on voit dans l'état dans lequel elles se trouvaient il y a 10,6 milliards d'années.
Ces photographies ont été prises par des scientifiques lors de l'étude de l'une des galaxies les plus petites et les plus invisibles du premier univers, MACS2129-1, dont la lumière a été amplifiée par la gravité du grand amas de galaxies MACS2129, situé sur la ligne entre la Terre et MACS2129-1. Pour l'observer, les astronomes ont utilisé l'observatoire orbital Hubble et l'instrument XSHOOTER installé sur le télescope au sol VLT pour obtenir des images de galaxies uniques.
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Le cycle de la mort
À première vue, ce n'était pas différent des galaxies elliptiques «mortes» typiques que l'on peut voir à proximité de la Voie lactée - les étoiles ne se formaient pas réellement, et elle-même était peinte dans un ton rouge, la couleur des naines rouges et des étoiles âgées qui avaient presque épuisé ses stocks de "combustible" thermonucléaire.
D'un autre côté, lorsque les scientifiques ont commencé à étudier son spectre, ils ont remarqué quelque chose d'inhabituel - il s'est avéré que MACS2129-1 n'était pas sphérique, mais plat, semblable à la «crêpe» typique de la Voie lactée et d'autres galaxies spirales.
Cette découverte a été une vraie surprise pour les astronomes, car la possibilité de décolorer une galaxie spirale dans un univers aussi jeune n'était tout simplement pas envisagée auparavant. Les scientifiques pensaient que la «mort par gourmandise», comme l'appelle l'astronome russo-allemand Alexei Finogenov, n'est caractéristique que des galaxies elliptiques issues de la collision de deux grandes galaxies d'autres types.
Qu'est-ce qui aurait pu faire «mourir» la galaxie? Les scientifiques pensent que la matière noire, dont les amas entourent la périphérie de toutes les galaxies, aurait pu être impliquée dans sa mort. Il pourrait forcer la matière «ordinaire», qui s'écoule du milieu intergalactique, à accélérer son mouvement et à s'échauffer, ce qui a privé la galaxie de l'accès à des «matériaux de construction stellaires» frais et conduit à un arrêt complet de la formation d'étoiles.
Cette idée n'est pas non plus tout à fait cohérente avec les idées modernes sur l'évolution des galaxies - aujourd'hui, les astronomes pensent que les galaxies commencent à mourir «de l'intérieur», et non «de l'extérieur», comme suggéré par Toft et ses collègues. De plus, on ne sait pas comment MACS2129-1 et ses «cousins» se sont transformés en galaxies elliptiques «mortes» modernes. Les scientifiques prévoient de trouver la réponse à ces deux questions en observant d'autres galaxies anciennes à la recherche d'analogues de MACS2129-1.
