Des scientifiques ont observé un « anneau cosmique de feu » daté d'il y a 11 milliards d'années. Il s'agit de R5519, une galaxie étonnante et lointaine. Son étude permet d'en savoir plus sur la formation des structures galactiques.

Cet « anneau cosmique de feu » est une galaxie très lointaine, observable telle qu’elle était il y a 11 milliards d’années. Cette nouvelle image rare révèle une galaxie circulaire, percée d’un trou en son centre, dont la masse équivaut à celle de la Voie lactée. Présentée dans Nature Astronomy le 25 mai 2020, la découverte est importante pour étudier la formation des structures galactiques.

L’analyse de cette étonnante galaxie, baptisée R5519 dans l’étude, va à l’encontre de ce que l’on pensait jusqu’à présent : on soupçonnait que de tels « anneaux massifs de collision » étaient moins rares il y a 11 milliards d’années qu’actuellement. En réalité, ces structures étaient peut-être alors aussi rares qu’aujourd’hui. « Notre découverte offre une voie unique pour étudier les ondes de densité dans les jeunes galaxies et pour contraindre l’évolution cosmique des disques spiraux et des groupes de galaxies », écrivent les chercheurs.

La galaxie R5519 dans plusieurs longueurs d’ondes. // Source : Nature Astronomy

Un « anneau de feu »

Bien que cette galaxie représente la même masse que la Voie lactée, elle est bien plus étendue. Le trou central de R5519 a un diamètre 2 milliards de fois plus grand que la distance entre la Terre et le Soleil, peut-on lire dans un communiqué présentant la découverte. Une autre façon d’imaginer sa taille est de le comparer au diamètre du trou noir supermassif M87*, imagé en avril 2019 : le trou de R5519 est 3 millions de fois plus grand. Cette galaxie forme aussi des étoiles à un rythme bien plus effréné que la Voie lactée, 50 fois supérieur. Cette activité est concentrée au niveau de l’anneau, ce qui fait dire aux scientifiques qu’il s’agit d’une sorte d’ « anneau de feu ».

Si R5519 est bien une galaxie à anneau formée par collision, il s’agirait du premier objet de ce type jamais observé dans dans l’univers primordial (l’univers jeune). Les images de la galaxie correspondent à une temporalité de 3 milliards d’années après le Big Bang. Ces galaxies se forment lors de rencontres impressionnantes avec d’autres galaxies. L’animation suivante, publiée par la Swinburne University of Technology (Australie) sur Twitter, montre à quoi a pu ressembler la collision qui a abouti à la formation de R5519.

Afin d’analyser cette structure inhabituelle, les scientifiques ont travaillé sur des données recueillies depuis l’observatoire W. M. Keck à Hawaï, ainsi que des images obtenues par le télescope spatial Hubble.

Cette découverte pourrait plus largement aider à la compréhension de la formation des galaxies spirales dans l’univers jeune. Pour qu’une galaxie comme R5519 se forme, cela suppose que la galaxie heurtée possédait certainement un disque mince (avant la collision). R5519 pourrait être « une signe sans équivoque d’un disque mince dans l’univers jeune, essentiel à la compréhension de l’apparition des galaxies spirales », concluent les auteurs.

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