Hubble et Spitzer observent une galaxie dans son berceau

Une équipe internationale d’astronomes a découvert, à l’aide des télescopes spatiaux Hubble et Spitzer, l’une des galaxies les plus lointaines de l’Univers et la plus faible jamais détectée. Ils ont ainsi pu l’observer telle qu’elle était 500 millions d’années après le Big-Bang.

“Grace à cette détection, nous avons pu étudier pour la première fois les propriétés physiques de ces objets formés quelques millions d’années après le Big-bang » confie David Bina, doctorant à l’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie de Toulouse (Université Paul Sabatier de Toulouse & CNRS) et co-auteur de la découverte. Cette galaxie fait partie d’un ensemble de 22 galaxies lointaines situées aux frontières de l’Univers. Le résultat sera publié dans la revue scientifique américaine The Astrophysical Journal.

« Hubble a déjà observé des galaxies très lointaines, mais cet objet est bien plus petit, et beaucoup plus représentatif de ce à quoi doivent ressembler les premières galaxies de l’Univers » confirme Nicolas Laporte, l’un des astronomes à l’origine de cette découverte et ancien doctorant de l’IRAP. Ce nouvel objet a une taille comparable à celle de l’une des galaxies satellites de notre Voie Lactée, le Grand Nuage de Magellan (GNM), mais forme 10 fois plus d’étoiles. Les astronomes ont nommé cette galaxie, une des toutes premières de l’Univers, Tayna qui signifie« ainé » en Aymara, langue officielle de l’empire Inca.

Cette jeune galaxie a pu être observée en combinant les capacités du télescope spatial Hubble et d’un « télescope naturel » qui amplifie la lumière de ces objets lointains.  En effet depuis fin 2013, Hubble observe dans le cadre de son programme « Frontier Fields », des amas de galaxies composés de plusieurs millions de milliards d’étoiles jouant le rôle de « zoom »  sur les premières galaxies de l’Univers. MACS0416, l’amas de galaxie utilisé pour cette étude, a ainsi permis d’observer  cette source très lointaine 20 fois plus brillante qu’elle ne l’est réellement.  

La distance de cet objet a été estimée à partir de la lumière collectée par les télescopes Hubble et Spitzer. Les premières galaxies de l’Univers sont principalement composées de jeunes étoiles émettant beaucoup de lumière bleue. Mais l’expansion de l’Univers va modifier les propriétés de la lumière émise par ces galaxies, et les plus lointaines vont être observées depuis la Terre comme des objets rouges. Cette découverte confirme que l’Univers jeune est peuplé de cibles intéressantes pour le successeur de Hubble, le James Webb Space Telescope qui pourra, après son lancement prévu en 2018, repousser encore plus loin les limites de l’Univers observable.

This is a Hubble Space Telescope view of a very massive cluster of galaxies, MACS J0416.1-2403, located roughly 4 billion light-years away and weighing as much as a million billion suns. The inset is an image of an extremely faint and distant galaxy that existed only 400 million years after the big bang. Hubble captured it because the gravitational lens makes the galaxy appear 20 times brighter than normal. Credits: NASA, ESA, and L. Infante (Pontificia Universidad Catolica de Chile)

• Article : « Young Galaxy Candidates in the Hubble Frontier Fields. II. MACS,J0416-2403 », par Leopoldo Infante et al., à paraître dans ApJ, disponible sur arxiv : http://arxiv.org/abs/1510.07084
• Communiqué de Presse de la NASA : NASA Space Telescopes See Magnified Image of the Faintest Galaxy from the Early Universe
• Communiqué de Presse du CNRS INSU : Hubble et Spitzer observent une galaxie dans son berceau
• Articles de presse :
  • Une nouvelle galaxie découverte par des astronomes toulousains (La Dépêche du Midi)
  • Une galaxie aux confins de l’Univers (Arte Future)
  • Des astronomes toulousains ont découvert une des galaxies les plus lointaines de l’Univers (20 minutes)
  • David Bina : «En observant la galaxie Tayna, on remonte dans le passé de l’univers» (La Dépêche du Midi)
• Les félicitations du Maire de Toulouse via Twitter