Par pur hasard, des astronomes ont découvert deux galaxies aux confins de l’espace et du temps, cachées derrière un épais voile de poussière cosmique. Ces galaxies obscures se seraient formées il y a plus de 13 milliards d’années, soit environ 800 millions d’années après la naissance de l’Univers lui-même.
L’équipe de scientifiques dirigée par Yoshinobu Fudamoto, astronome à l’Observatoire astronomique national du Japon, a repéré de curieuses émissions spectrales provenant des deux galaxies, alors qu’elle étudiait des galaxies voisines suffisamment lumineuses pour être observées en ultraviolet (UV).
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Selon l’étude publiée plus tôt ce mois-ci dans la revue Nature, la « découverte fortuite de ces deux galaxies poussiéreuses » au bord de l’univers « montre que notre recensement actuel (basé sur les UV) des galaxies très précoces est encore incomplet ».
En novembre 2019, Fudamoto et ses collègues ont observé des galaxies dans une époque lointaine à l’aide du Grand réseau d’antennes millimétrique/submillimétrique de l’Atacama (ALMA), un interféromètre extrêmement sensible situé au Chili. ALMA peut observer des objets à des distances colossales à travers des environnements poussiéreux – des objets qui existaient à une époque ancienne du cosmos appelée « aube cosmique » ou « époque de réionisation », lorsque les premières étoiles et galaxies se sont formées.
Dans le cadre d’un programme ALMA plus vaste appelé Reionization-Era Bright Emission Line Survey (REBELS), Fudamoto et ses collègues ont étudié 40 galaxies lumineuses qui existaient à l’aube cosmique. L’équipe observait deux galaxies cibles, REBELS-12 et REBELS-29, lorsqu’elle a vu des motifs flous d’émissions provenant d’un endroit situé à plusieurs milliers d’années-lumière des sources plus lumineuses connues.
Des observations ultérieures ont révélé que ces curieuses émissions étaient en fait deux galaxies inconnues jusqu’alors, qui se cachaient derrière d’épais nuages de poussière. Elles ont été nommées REBELS-12-2 et REBELS-29-2, et sont invisibles à la lumière optique et UV. ALMA a pu les détecter grâce à sa sensibilité accrue aux longueurs d’onde de l’infrarouge lointain.
Cette heureuse découverte suggère que jusqu’à une galaxie sur cinq située à l’aube cosmique pourrait se cacher derrière des nuages de poussière cosmique, ce qui pourrait modifier la façon dont nous la formation des étoiles et des galaxies cette époque ancienne de l’Univers. « Une étude aveugle et à grande échelle de ces sources est nécessaire à l’avenir. Ces études doivent observer beaucoup plus profondément qu’on ne l’avait envisagé auparavant afin d’échantillonner les galaxies moins lumineuses, obscurcies par la poussière, mais autrement ‘normales’, telles que REBELS-12-2 et REBELS-29-2 », conclut l’équipe.
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