Depuis qu’ils l’ont découvert, les astronomes s’étonnent de ce qu’ils observent de cet amas de galaxies qui évoluent dans l’Univers lointain. Et ils viennent juste d’y faire une découverte déconcertante de plus. Une découverte qui pourrait remettre en question leurs modèles cosmologiques.
Dans la Voie lactée, il s’allume environ une étoile nouvelle chaque année ! Alors, imaginez la surprise des astronomes lorsqu’ils ont découvert, il y a quelques temps déjà – ils en ont parlé dans un article publié par la revue Nature -, un amas de galaxies qui donnait naissance tous les ans à des milliers d’étoiles. Un amas de galaxies évoluant, qui plus est, à quelque 12 milliards d’années-lumière de la Terre. Soit dans un Univers qui n’avait pas plus de 1,4 milliard
En 2018, les chercheurs ont baptisé cet amas SPT2349-56. Ils estimaient alors qu’il se composait de 14 jeunes galaxies regroupées dans une région à peine trois fois plus grande que notre Voie lactée. Comme une concentration extrêmement dense de galaxies chaudes se dirigeant les unes vers les autres dans un élan dit de « méga-fusion » susceptible de donner naissance, en bout de processus, à une immense galaxie.
Aujourd’hui, une équipe de l’université de Colombie-Britannique (Canada) annonce avoir fait, au sujet de cet amas de galaxies, une nouvelle découverte inattendue. Tellement inattendue que les astronomes n’en ont, pendant plusieurs mois, pas cru leurs yeux. Ils semblent pourtant bel et bien avoir découvert, au cœur de SPT2349-56, un gaz brûlant et omniprésent qui pourrait bouleverser les modèles actuels de formation de tels amas.
Précisons que les chercheurs estiment désormais que le noyau de SPT2349-56 s’étend sur environ 500 000 années-lumière de diamètre. C’est environ 5 fois plus que celui de la Voie lactée. Et de l’ordre de la taille du halo qui entoure notre Galaxie. L’amas contient par ailleurs plus de 30 galaxies actives et il forme des étoiles plus de 5 000 fois plus vite que la Voie lactée.
Reference
- Published: 25 April 2018
- A massive core for a cluster of galaxies at a redshift of 4.3T. B.
- Miller, and others
Nature volume 556, pages 469–472 (2018)Cite this article
Abstract
Massive galaxy clusters have been found that date to times as early as three billion years after the Big Bang, containing stars that formed at even earlier epochs1,2,3. The high-redshift progenitors of these galaxy clusters—termed ‘protoclusters’—can be identified in cosmological simulations that have the highest overdensities (greater-than-average densities) of dark matter4,5,6. Protoclusters are expected to contain extremely massive galaxies that can be observed as luminous starbursts7. However, recent detections of possible protoclusters hosting such starbursts8,9,10,11 do not support the kind of rapid cluster-core formation expected from simulations12: the structures observed contain only a handful of starbursting galaxies spread throughout a broad region, with poor evidence for eventual collapse into a protocluster. Here we report observations of carbon monoxide and ionized carbon emission from the source SPT2349-56. We find that this source consists of at least 14 gas-rich galaxies, all lying at redshifts of 4.31. We demonstrate that each of these galaxies is forming stars between 50 and 1,000 times more quickly than our own Milky Way, and that all are located within a projected region that is only around 130 kiloparsecs in diameter. This galaxy surface density is more than ten times the average blank-field value (integrated over all redshifts), and more than 1,000 times the average field volume density. The velocity dispersion (approximately 410 kilometres per second) of these galaxies and the enormous gas and star-formation densities suggest that this system represents the core of a cluster of galaxies that was already at an advanced stage of formation when the Universe was only 1.4 billion years old. A comparison with other known protoclusters at high redshifts shows that SPT2349-56 could be building one of the most massive structures in the Universe today.
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