Le télescope spatial Hubble vient de découvrir 18 nouvelles galaxies naines âgées de 9 milliards d'années remplies d'étoiles en formation. Les galaxies naines sont un type de galaxies très commun dans l'univers mais l'impressionnant taux de natalité des étoiles observées dans ces 18 galaxies pourrait obliger les astronomes à revoir leur compréhension sur la formation des galaxies.

Ces galaxies sont cent fois moins massives que la Voie Lactée, et pourtant leur taux de natalité est extrêmement élevé, d'après les astronomes leur nombre d'étoiles pourrait doubler en seulement 10 millions d'années. Par comparaison, la Voie Lactée qui est estimé à 13.2 milliards d'années a mis environ 10 milliards d'année pour doubler sa population étoile.

 Cette image révèle 18 galaxies minuscules découvertes par le télescope spatial Hubble. Ces galaxies naines sont âgées de 9 milliards d'années et regorgent d'étoiles en formation. Les caméras d'Hubble ont découvertes ces galaxies dans un champ d'observation restreint appelé : Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS). Les images individuelles ont été prises entre novembre 2010 et janvier 2011 et la photo principale est un composite de plusieurs observations (09/02, 12/04, 09/09 et 10/09). 

Crédit image : NASA, ESA, A. van der Wel (Institut Max Planck à Heidelberg en Allemagne), H. et A. Ferguson Koekemoer (STScI.), et l'équipe CANDELS.

L'univers est estimé à 13,7 milliards d'années, et ces galaxies nouvellement découvertes sont véritablement extrêmes, même pour l'univers jeune où le taux de formation d'étoiles est déjà très élevé. "Ces galaxies ont toujours été là, mais jusqu'à aujourd'hui, les astronomes ne disposaient pas de la sensibilité nécessaire pour les détecter", a déclaré Arjen van der Wel de l'Institut Max Planck pour l'Astronomie à Heidelberg, en Allemagne et principal auteur de la découverte. Les résultats seront publiés le 14 novembre 2011 sur le site internet de "The Astrophysical Journal".

"Nous ne recherchions pas spécialement ces galaxies, mais nous avons pu les distinguer en raison de leurs couleurs inhabituelles." Ces observations ont été menées par le Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey (CANDELS), un ambitieux programme de détection et d'analyse, sur trois années, des galaxies les plus lointaines de l'univers, c'est le premier recensement de ce type d'objet.

"En plus des images, Hubble a capturé des spectres qui nous montrent la présence d'oxygène dans une poignée de galaxies, confirmant leur taux extrême de formation d'étoiles", a déclaré le co-auteur Ambre Straughn de la NASA (Goddard Space Flight Center à Greenbelt). "Les spectres sont comme des empreintes digitales. Ils nous révèlent la composition chimique des galaxies."

Toutefois, ces résultats sont en contradiction avec les récentes études détaillées des galaxies naines qui gravitent à la périphérie de la Voie Lactée. "Ces études suggèrent que la formation d'étoiles fut un processus relativement lent, s'étendant sur des milliards d'années", a expliqué Harry Ferguson du Space Telescope Science Institute (STScI) à Baltimore, co-directeur du programme CANDELS. "Nous avons trouvé qu'il y avait des galaxies naines à peu près de la même taille formant des étoiles à des cadences très rapides, cela nous oblige à réexaminer tout ce que nous savions sur l'évolution de ces galaxies."

L'astrophysicien Arjen van der Wel de l'institut Max Planck en Allemagne. Son domaine de recherche principal est l'évolution galactique. 

Crédit photo : University of Copenhagen.

Des simulations par ordinateur montrent que la formation d'étoiles dans ce type de galaxie peut être épisodique. Pour former une étoile le gaz doit se refroidir puis s'effondrer sur lui même pour enclencher la fusion de l'hydrogène. L'étoile réchauffe ensuite le gaz restant environnant et le souffle à la manière d'une explosion de Supernovae. Après quelque temps, le gaz se refroidit et s'effondre de nouveau, produisant ainsi une nouvelle fournée d'étoiles. "Ces prédictions théoriques nous donnent des éléments d'explications sur la formation des étoiles dans ces galaxies naines nouvellement découvertes cependant les éclats observés sont beaucoup plus intenses que ce que les simulations nous présentent", a déclaré Arjen van der Wel.

Le télescope spatial Hubble en orbite depuis 1990.

Crédit image : NASA/ESA.