Des astronomes utilisant le télescope spatial James Webb ont découvert que les premières galaxies de l'univers étaient turbulentes et désordonnées, loin des structures stables observées aujourd'hui. Dirigée par des chercheurs de l'Université de Cambridge, l'étude a examiné plus de 250 galaxies datant d'une époque où l'univers avait entre 800 millions et 1,5 milliard d'années. Ces découvertes remettent en question les vues antérieures et montrent une transition du chaos cosmique à une formation ordonnée.
Le télescope spatial James Webb (JWST) a fourni des insights sans précédent sur l'univers primitif, révélant que les galaxies formées seulement quelques centaines de millions d'années après le Big Bang étaient hautement instables et remplies de grumeaux de gaz plutôt que de disques lisses et rotatifs comme la Voie lactée.
Une équipe de l'Université de Cambridge a analysé plus de 250 galaxies jeunes existant entre 800 millions et 1,5 milliard d'années après le Big Bang. En suivant le mouvement du gaz, ils ont déterminé que la plupart étaient turbulentes, subissant une formation rapide d'étoiles et des fusions. La recherche, publiée dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, a utilisé l'instrument NIRCam du JWST en mode grism pour capturer la lumière faible du gaz d'hydrogène ionisé. La première auteure, Lola Danhaive, a développé un logiciel pour interpréter ces données aux côtés d'autres enquêtes JWST.
"Nous ne voyons pas seulement quelques cas spectaculaires atypiques - c'est la première fois que nous pouvons examiner une population entière d'un coup," a déclaré Danhaive de l'Institut Kavli pour la cosmologie de Cambridge. "Nous avons trouvé une grande variation : certaines galaxias commencent à se stabiliser en rotation ordonnée, mais la plupart sont encore chaotiques, avec du gaz gonflé et se déplaçant dans toutes les directions."
Le co-auteur Dr. Sandro Tacchella a noté : "Les résultats précédents suggéraient des disques massifs et bien ordonnés se formant très tôt, ce qui ne correspondait pas à nos modèles. Mais en examinant des centaines de galaxies de masses stellaires plus faibles au lieu d'une ou deux seulement, nous voyons l'image d'ensemble, et elle est beaucoup plus en ligne avec la théorie. Les galaxies primitives étaient plus turbulentes, moins stables, et ont grandi par des fusions fréquentes et des sursauts de formation d'étoiles."
L'étude relie l'époque de la réionisation et le midi cosmique, le pic de formation d'étoiles, illustrant comment les amas chaotiques ont évolué en structures ordonnées. Les données proviennent de l'enquête JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES), soutenue par la Royal Society, l'Union européenne et UK Research and Innovation. JWST est une collaboration entre NASA, ESA et l'Agence spatiale canadienne.
"Ce travail aide à combler le fossé entre l'époque de la réionisation et le midi cosmique soi-disant," a ajouté Danhaive. Des observations futures du gaz froid et de la poussière approfondiront la compréhension de ces systèmes primitifs.