Une surprenante galaxie a été repérée dans l'univers alors qu'il était encore jeune. Très active et massive, la galaxie s'est subitement éteinte quand l'Univers était âgé de 1,8 milliard d'années. Et les scientifiques ignorent pourquoi.

Une galaxie rare a été repérée dans l’Univers : cette immense structure existait il y a 12 milliards d’années, alors que l’univers était encore jeune. Cette galaxie s’est éteinte subitement, ont constaté des scientifiques dans la revue The Astrophysical Journal Letters le 5 février 2020 (une prépublication complète du texte est accessible sur arXiv.org).

L’existence d’une galaxie très massive, alors que l’Univers n’était âgé que de 1,8 milliard d’années, est déjà un fait notable. Mais c’est son déclin brusque qui surprend le plus les auteurs. « Alors que des galaxies avec des masses stellaires extrêmes similaires sont présentes dans certaines simulations à des époques anciennes, une telle absence de formation d’étoiles n’y a pas été observée », constatent les chercheurs.

L’observatoire W. M. Keck. // Source : Pixabay (photo recadrée)

Une galaxie qui a vécu intensément… peu de temps

La galaxie étudiée est nommée « XMM-2599 ». Son activité intense a étonné les scientifiques. « Avant même que l’univers ait 2 milliards d’années, XMM-2599 avait déjà formé une masse représentant plus de 300 milliards de fois le Soleil, ce qui en faisait une galaxie ultra massive », commente l’astronome Benjamin Forrest, chercheur postdoctoral à l’université de Californie à Riverside et co-auteur de l’étude, dans un communiqué. Cette formation d’étoiles, jugée frénétique, n’a pas duré longtemps : la plupart des étoiles ont été créées quand l’univers n’avait pas encore 1 milliard d’années. Lorsqu’il était âgé de 1,8 milliard d’années, la formation d’étoiles s’est interrompue.

La détection de cette galaxie est un casse-tête pour les scientifiques. Comment expliquer que XMM-2599 ait cessé si brusquement de créer de nouvelles étoiles ? Selon les auteurs, plusieurs hypothèses sont envisageables. La galaxie aurait pu cesser de recevoir le carburant nécessaire pour alimenter la formation d’étoiles, ou son trou noir aurait pu devenir actif.

Qu’a-t-il pu lui arriver ensuite ?

L’évolution de cette galaxie, observée dans un moment d’inactivité, intrigue les scientifiques. Que lui est-il arrivé au cours des 11,7 milliards d’années suivantes ? Ils n’excluent pas que XMM-2599 ait réussi à attirer d’autres galaxies en train de former des étoiles vers elle, grâce au phénomène de la gravitation. La galaxie a aussi pu continuer à exister en restant isolée.

XMM-2599 a été observée à l’aide du télescope Keck I, de l’observatoire W. M. Keck situé à Hawaï. C’est le spectrographe MOSFIRE (un instrument capable de disperser les couleurs de la lumière, qui permet d’étudier la composition des étoiles) qui a été utilisé. Les observations ont eu lieu en novembre et décembre 2018.

Les scientifiques ont l’intention de continuer à observer la galaxie XMM-2599 depuis l’observatoire W. M. Keck. L’objectif est de mieux comprendre comment cette galaxie aussi gigantesque a pu se former avant de cesser subitement d’être active.

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