Santa Cruz de Tenerife – L’amas de galaxies en formation le plus densément peuplé a été découvert lors d’une enquête menée par des chercheurs de l’Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), dans laquelle l’instrument Osiris du Gran Telescopio Canarias (GTC) a été utilisé, a rapporté vendredi l’IAC.
Les chercheurs prédisent que cette structure, située à une distance de 12,5 milliards d’années-lumière, aura évolué en un groupement similaire à l’amas de la Vierge, un voisin du Groupe local de galaxies auquel appartient la Voie lactée, selon une déclaration de l’Instituto de Astrofísica de Canarias.
L’étude a été publiée dans la revue spécialisée « Monthly Notices of the Royal Astronomical Society » (MNRAS) et l’IAC a expliqué dans un communiqué que les amas de galaxies sont des groupes de galaxies qui sont maintenues ensemble par interaction gravitationnelle.
Une étude, menée par des chercheurs du @IAC_Astrofisica et réalisée avec #OSIRIS, un instrument du @GTCtélescope, a permis de découvrir le plus grand amas de galaxies connu dans l’univers primitif 🔭🌌
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– IAC Astrofísica (@IAC_Astrofisica) 26 février 2021
Pour comprendre l’évolution de ces « villes de galaxies », les scientifiques recherchent des structures en formation, appelées protoclusters de galaxies, dans l’univers primitif.
En 2012, une équipe internationale d’astronomes a déterminé avec précision la distance à la galaxie HDF850.1, connue pour être l’une des galaxies ayant le plus haut taux de formation d’étoiles dans l’Univers observable.
Comme le souligne le CIA, les scientifiques ont également découvert par surprise que cette galaxie, qui se trouve dans l’une des régions du ciel les mieux étudiées connue sous le nom de Hubble Deep Field/GOODS-Nord, fait partie d’un groupe d’une douzaine de protogalaxies qui se sont formées au cours du premier milliard d’années de l’histoire cosmique.
Jusqu’à sa découverte, seul un autre groupe primordial analogue était connu.
Aujourd’hui, grâce à une enquête menée avec l’instrument Osiris, installé sur le Gran Telescopio Canarias (Grantecan), à l’observatoire de Roque de los Muchachos (La Palma), il a été démontré que c’est l’une des régions les plus peuplées des galaxies au début de l’Univers.
Et les chercheurs ont, pour la première fois, réalisé une étude détaillée des propriétés physiques de ce système.
« Étonnamment, nous avons découvert que tous les membres de l’amas étudié jusqu’à présent, une vingtaine environ, sont des galaxies normales formant des étoiles, et que celle du centre semble dominer la formation d’étoiles dans cette structure », explique Rosa Calvi, anciennement chercheur postdoctoral à l’IAC et auteur principal de l’article.
Les recherches montrent que cet amas de galaxies en construction est constitué de plusieurs composants ou « districts » aux évolutions différentes.
Les astronomes prédisent que cette structure se transformera progressivement en un amas de galaxies semblable à la Vierge, la région centrale du super-amas du même nom, où se trouve le Groupe Local de galaxies auquel appartient la Voie Lactée.
« Nous voyons cette ville en construction comme elle l’était il y a 12,5 milliards d’années, lorsque l’Univers avait moins de 10 % de son âge actuel. Nous assistons donc à l’éclosion d’un amas de galaxies du type de celles que l’on trouve habituellement dans l’Univers local », déclare Helmut Dannerbauer, chercheur de l’IAC et co-auteur de l’étude.
La distance mesurée par rapport aux sources étudiées coïncide « parfaitement » avec les prévisions basées sur des études photométriques antérieures réalisées au Grantecan par Pablo Arrabal Haro, anciennement chercheur pré-doctoral au CIA, sous la supervision de José Miguel Rodríguez Espinosa, chercheur au CIA et secrétaire général adjoint de l’Union astronomique internationale (UAI), et de Casiana Muñoz-Tuñón, chercheuse et directrice adjointe du CIA.
Arrabal a développé une méthode de sélection des galaxies ayant une formation d’étoiles normale basée sur l’étude photométrique connue sous le nom de SHARDS (Survey for High-z Absorption Red and Dead Sources), l’un des principaux programmes de l’Observatoire européen austral (ESO) mené au GTC.
« Je suis très heureux de voir que la méthode développée au cours de ma thèse de doctorat fonctionne si bien pour trouver et confirmer une région de galaxies très peuplée dans l’Univers lointain », déclare M. Arrabal.
Le programme SHARDS a été dirigé par Pablo Pérez-González, chercheur au Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) et également auteur de l’article.
Comme le souligne M. Pérez-González, « il n’est pas facile de mesurer exactement comment ces structures se forment, surtout au début de l’Univers. Nous avons besoin de données exceptionnelles comme celles que nous prenons avec le télescope GTC dans le cadre des projets SHARDS et SHARDS Frontier Fields, qui nous permettent de déterminer les distances aux galaxies et entre les galaxies aux confins de l’Univers avec une précision jamais atteinte jusqu’à présent ».
Stefan Geier, astronome de soutien au GTC et co-auteur de l’article, souligne qu' »un résultat aussi étonnant n’aurait pas été possible sans les capacités extraordinaires de l’instrument Osiris, combinées à la grande surface de collecte du Grantecan, le plus grand télescope optique et infrarouge du monde ».
