Légende: Cette image profonde montre la région du ciel autour du quasar HE0109-3518, près du centre de l'image. Cantalupo (UCSC)
Comment trouvez-vous une galaxie sombre? Faites la lumière sur le sujet. Les galaxies sombres - des galaxies anciennes qui contiennent peu ou pas d'étoiles - ont été théorisées pour exister mais n'ont pas été observées jusqu'à présent. Une équipe internationale d'astronomes pense avoir détecté ces objets insaisissables en les observant brillants lorsqu'ils sont illuminés par un quasar.
Les galaxies sombres sont de petites galaxies riches en gaz dans le premier univers qui sont très inefficaces pour former des étoiles. Ils sont prédits par les théories de la formation des galaxies et sont considérés comme les éléments constitutifs des galaxies brillantes remplies d'étoiles d'aujourd'hui. Les astronomes pensent qu'ils ont peut-être alimenté de grandes galaxies avec une grande partie du gaz qui s'est ensuite formé dans les étoiles qui existent aujourd'hui.
Étant essentiellement dépourvues d'étoiles, ces galaxies sombres n'émettent pas beaucoup de lumière, ce qui les rend très difficiles à détecter. Depuis des années, les astronomes tentent de développer de nouvelles techniques qui pourraient confirmer l'existence de ces galaxies. De petites baisses d'absorption dans le spectre des sources de lumière de fond ont fait allusion à leur existence. Cependant, cette nouvelle étude marque la première fois que de tels objets sont vus directement.
«Notre approche du problème de la détection d'une galaxie sombre consistait simplement à y éclairer une lumière brillante», a déclaré Simon Lilly, de l'Institut d'astronomie de l'ETH Zurich, Suisse), co-auteur d'un nouvel article publié dans les avis mensuels de la Royal Astronomical Society. «Nous avons recherché la lueur fluorescente du gaz dans les galaxies sombres lorsqu'elles sont éclairées par la lumière ultraviolette d'un quasar proche et très lumineux. La lumière du quasar allume les galaxies sombres dans un processus similaire à la façon dont les vêtements blancs sont éclairés par des lampes ultraviolettes dans une boîte de nuit. "
La fluorescence est l'émission de lumière par une substance illuminée par une source lumineuse. Les quasars sont des galaxies très lumineuses et éloignées, et leur luminosité en fait de puissantes balises qui peuvent aider à éclairer la zone environnante, sondant l'époque où les premières étoiles et galaxies se formaient à partir de gaz primordial.
Cette vidéo fait un zoom sur la région autour du quasar, HE 0109-3518:
Afin de détecter la lueur fluorescente extrêmement faible de ces galaxies sombres, l'équipe a utilisé le très grand télescope (VLT), et a pris une série de très longues expositions, cartographiant une région du ciel autour du quasar brillant HE 0109-3518. Ils ont recherché la lumière ultraviolette émise par l'hydrogène gazeux lorsqu'il est soumis à un rayonnement intense.
L'équipe a détecté près de 100 objets gazeux se trouvant à quelques millions d'années-lumière du quasar et a réduit les possibles galaxies sombres à 12 objets. L'équipe dit que ce sont les identifications les plus convaincantes des galaxies sombres dans le premier univers à ce jour.
"Nos observations avec le VLT ont fourni des preuves de l'existence de nuages sombres compacts et isolés", a déclaré Sebastiano Cantalupo de l'Université de Californie à Santa Cruz, auteur principal de l'article. "Avec cette étude, nous avons franchi une étape cruciale vers la révélation et la compréhension des premiers stades obscurs de la formation des galaxies et de la façon dont les galaxies ont acquis leur gaz."
Les astronomes ont également pu déterminer certaines des propriétés des galaxies sombres et estimer que la masse du gaz qu'elles contiennent est environ 1 milliard de fois celle du Soleil, typique des galaxies riches en gaz et de faible masse du début de l'Univers. . Ils ont également pu estimer que l'efficacité de la formation d'étoiles est supprimée par un facteur de plus de 100 par rapport aux galaxies formatrices d'étoiles typiques trouvées à un stade similaire dans l'histoire cosmique.
Source: ESO
