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Le télescope spatial James Webb a repéré la première galaxie connue à avoir jamais été « éteinte » – arrêtant soudainement et mystérieusement sa formation d’étoiles – et les scientifiques pensent que le trou noir supermassif en son centre pourrait être à blâmer.
La galaxie, appelée GS-9209, a formé la plupart de ses étoiles lors d’une explosion d’activité hyperactive entre 600 millions et 800 millions d’années après la Big Bang. Puis, il y a plus de 12,5 milliards d’années, il s’est soudainement arrêté. Les chercheurs ont publié la découverte le 26 janvier sur le serveur de préimpression arXiv (s’ouvre dans un nouvel onglet)il n’a donc pas encore été évalué par les pairs.
« Ce qui est particulièrement surprenant à ce sujet, c’est le peu de temps après le Big Bang, cette galaxie a arrêté sa formation d’étoiles. Dans l’univers local, la plupart des galaxies massives se sont arrêtées dans ce que nous pensons être un processus lent sur des milliards d’années », auteur Adam Carnall (s’ouvre dans un nouvel onglet), un astrophysicien de l’Observatoire royal d’Édimbourg, en Écosse, a déclaré à Live Science. « Lorsque vous remontez aux temps anciens, il n’y a pas assez de temps pour qu’un processus d’extinction lent se produise, car ce n’est pas si vieux. Pendant longtemps, on a pensé que nous ne trouverions pas ce genre de choses. »
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La lumière voyage à une vitesse fixe dans le vide de l’espace, de sorte que plus les scientifiques approfondissent l’exploration de l’univers, plus loin dans le temps ils voient.
Les scientifiques ont repéré le GS-9209 pour la première fois au début des années 2000. Au cours des cinq dernières années, les astronomes ont utilisé des télescopes au sol pour étudier les différentes longueurs d’onde de la lumière émise par la galaxie, la signalant comme une galaxie potentiellement éteinte. Mais les longueurs d’onde infrarouges nécessaires pour mesurer la distance de la galaxie sont atténuées par l’atmosphère terrestre, les scientifiques avaient donc besoin d’un télescope spatial très puissant pour étudier son âge.
Entrer le Télescope spatial James Webb (JWST). L’observatoire spatial de 10 milliards de dollars a été conçu pour lire les premiers chapitres de l’histoire de l’univers dans ses plus faibles lueurs de lumière – captées par les capteurs infrarouges du télescope – après avoir été étirées après des milliards d’années de voyage à travers le tissu en expansion de l’espace-temps. L’étude de GS-9209 avec le JWST a révélé que la galaxie lointaine a repris vie 600 millions d’années après le Big Bang avec une énorme explosion de formation d’étoiles. En 200 millions d’années cosmiquement brèves, la galaxie a servi suffisamment d’étoiles brûlantes pour correspondre à l’actuel Voie Lactée 40 milliards de masses solaires. Puis, 800 millions d’années après le Big Bang, l’ancienne galaxie s’est brusquement calmée.
La frénésie de la formation d’étoiles était le résultat de l’effondrement rapide du nuage de gaz géant qui est devenu la galaxie et des conditions turbulentes de l’univers primitif, ont déclaré les chercheurs. Ces facteurs se sont combinés pour provoquer l’allumage des étoiles à un rythme beaucoup plus rapide et avec une efficacité plus élevée que dans l’univers actuel.
« En règle générale, les galaxies que nous voyons aujourd’hui ont eu accès à environ cinq fois plus de gaz ou plus qu’elles n’ont formé d’étoiles. Ce résultat et quelques autres commencent maintenant à indiquer que ce rapport est un peu plus élevé dans l’univers primitif », a déclaré Carnall. . « L’image qui se dégage est qu’aux décalages vers le rouge les plus élevés [the furthest back in time] les galaxies sont capables de transformer une plus grande partie du gaz disponible en étoiles. »
Suite à cette explosion d’activité, les chercheurs pensent que GS-9209 a été brusquement arrêté par un trou noir supermassif qui se cache en son cœur. Ces trous noirs naissent de l’effondrement d’étoiles géantes et grossissent en se gorgeant sans cesse de gaz, poussières, étoiles et autres trous noirs. Le trou noir au centre du GS-9209 est probablement devenu suffisamment grand pour devenir un quasar. Les quasars sont des trous noirs géants avec une énorme quantité de matière entourant leur gueule, qui se réchauffe suffisamment pour repousser les nuages de gaz avec des explosions de lumière jusqu’à un billion de fois plus lumineuses que les étoiles les plus brillantes.
« Si vous avez un énorme trou noir et que des choses y tombent, cela conduit à beaucoup d’énergie qui irradie de cette accrétion », a déclaré Carnall. « C’est fondamentalement le seul processus qui, selon nous, est capable d’injecter suffisamment d’énergie dans le gaz de la galaxie sur un court laps de temps pour soit le chauffer de manière à ce qu’il ne s’effondre pas pour former plus d’étoiles, soit pour nettoyer complètement la galaxie. de gaz stellaire. »
Maintenant qu’ils ont fait leurs premières observations de GS-9209, les chercheurs prévoient d’étudier la galaxie plus en détail avec l’Extremely Large Telescope (ELT) de l’Observatoire européen austral – qui devrait faire ses premières observations en 2028.
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