Nos théories sur l'évolution de l'Univers remises en question par 39 galaxies "noires"

Benoît Théry Contributeur
18 août 2019 à 17h32
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Observatoire téléscope

À peine découvertes, elles suscitent déjà de nombreuses questions. Les 39 galaxies révélées dans une étude publiée le 8 août 2019 dans Nature ont toutes un point commun : elles sont « noires », c'est-à-dire invisibles aux yeux du télescope spatial Hubble. De par leur nombre et leur âge, ces galaxies remettent en question des a priori sur la formation et l'évolution de l'Univers.

Cette trouvaille aura également montré le besoin d'avoir recours à des télescopes toujours plus performants, l'équipe internationale à l'origine de la découverte ayant eu recours à l'ALMA, le plus puissant au monde.

Les galaxies noires comme chaînon manquant

Si l'on en croit David Elbaz, astronome au laboratoire AIM, les « galaxies détectées constituent probablement la première population de galaxies elliptiques massives formées dans l'Univers jeune » (soit la période entre quelques centaines de millions d'années et deux milliards d'années après le Big Bang). Mais ces galaxies sont trop nombreuses : elles seraient en effet dix fois plus nombreuses que les galaxies observables par le télescope Hubble. En outre, elles donnent à leur tour naissance à jusqu'à 100 fois plus d'étoiles que les galaxies visibles.

C'est ici que cette découverte surprend les experts : en moins d'un milliard d'années, l'Univers serait parvenu à créer des galaxies au moins aussi massives que la nôtre, et en grand nombre. Jusqu'à récemment, l'existence des galaxies noires relevait davantage de l'hypothèse. Désormais, elles pourraient constituer un élément central dans la compréhension de la formation de l'Univers. Cela dit, les modèles actuels ne permettent pas d'expliquer une formation aussi rapide, et dans une telle quantité, de galaxies massives.

Hubble n'aura pas suffi

Au-delà de la découverte des galaxies en elles-mêmes, cette étude aura montré les limites du télescope spatial Hubble. Ci-dessous, l'image présente cinq exemples parmi les 39 galaxies noires découvertes. La première ligne montre l'observation réalisée avec Hubble : les galaxies y sont invisibles, puisque le satellite se cantonne au champ du visible. C'est un autre satellite, appelé Spitzer, qui a mis en évidence des points lumineux (deuxième ligne). Et surtout, c'est le télescope chilien ALMA, le plus puissant au monde, qui aura finalement confirmé la découverte de ces galaxies (troisième ligne).

galaxies noires ALMA
Magazine Nature

Hubble, qui soufflera ses 30 bougies en 2020, a déjà beaucoup aidé à la compréhension de l'Univers. Mais l'observation des galaxies noires aura nécessité le recours à l'ALMA et à l'interférométrie, une technique utilisant plusieurs télescopes pour gagner en précision. Elle aura souligné le besoin pour les scientifiques de ne plus seulement s'intéresser aux domaines du visible et du proche infrarouge. Pour aller plus loin dans la compréhension de l'univers, il faudra désormais s'aventurer dans l'invisible.

Source : CEA
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