Les astronomes ont utilisé les télescopes Subaru et Keck pour découvrir de gigantesques filaments de galaxies s'étendant sur 200 millions d'années-lumière dans l'espace. Les filaments contiennent au moins 30 énormes concentrations de gaz, chacune contenant 10 fois la masse de la Voie lactée.
Une équipe d'astronomes utilisant les télescopes Subaru et Keck sur le Mauna Kea a découvert des filaments géants tridimensionnels de galaxies s'étendant sur 200 millions d'années-lumière d'espace. Ces filaments, qui se sont formés à peine 2 milliards d'années après la naissance de l'univers, sont les plus grandes structures connues jamais découvertes. Ils sont parsemés de plus de 30 grandes concentrations de gaz, chacune jusqu'à dix fois plus massive que notre propre galaxie. Ces nuages de gaz géants sont probablement les ancêtres des galaxies les plus massives qui existent dans le Space Magazine.
Cette découverte est très importante car elle donne aux chercheurs un nouvel aperçu de la structure à grande échelle du cosmos. Les astronomes s'attendent à ce que l'univers soit relativement lisse 2 milliards d'années après la naissance de l'univers. En résumant l'importance de cette découverte, l'astronome Ryosuke Yamauchi de l'Université de Tohoku a déclaré: «Quelque chose d'aussi gros et aussi dense aurait été rare dans l'univers primitif. La structure que nous avons découverte et d'autres comme elle sont probablement les précurseurs des plus grandes structures que nous voyons aujourd'hui, qui contiennent de multiples amas de galaxies. »
Filaments 3D géants de galaxies
Le groupe de recherche a utilisé le télescope Subaru pour effectuer une étude détaillée d'une région du ciel à 12 milliards d'années-lumière de la Terre, connue pour avoir une grande concentration de galaxies. Ils ont utilisé la caméra Suprime-cam de Subaru équipée de filtres spéciaux conçus pour être sensibles à la lumière des galaxies à cette distance. Les résultats ont montré que cette concentration de galaxies n'est qu'une petite partie d'une structure beaucoup plus grande.
La structure géante récemment découverte s'étend sur plus de 200 millions d'années-lumière et a une concentration de galaxies jusqu'à quatre fois plus dense que la moyenne de l'univers. Les seules structures connues précédentes avec une densité aussi élevée sont beaucoup plus petites, mesurant environ 50 millions d'années-lumière à l'échelle.
À l'aide de la caméra et du spectrographe à objets faibles de Subaru (FOCAS) pour étudier la distribution 3D des galaxies dans ce filament, l'équipe a également découvert au moins trois filaments qui se chevauchent et qui composent la structure géante.
Grandes concentrations de gaz
Les astronomes savaient que cette région contenait au moins deux grandes concentrations de gaz. L'un d'eux s'étend sur 400 000 années-lumière. Une comparaison avec la galaxie d'Andromède, supposée être à peu près de la même taille que la galaxie de la voie lactée, montre l'immensité relative de cette structure gazeuse.
Les chercheurs ont découvert que ces grandes concentrations de gaz sont situées près des régions de chevauchement des filaments.
Les observations Subaru ont réussi à trouver des objets beaucoup plus faibles que ceux précédemment découverts dans cette région. Par exemple, ils ont trouvé 33 nouvelles grandes concentrations de gaz le long de la structure filamentaire s'étendant sur 100 000 années-lumière. C'est la première fois que tant de grandes concentrations de gaz, connues des astronomes sous le nom de Lyman alpha blobs, sont découvertes dans l'univers lointain.
Les astronomes pensent que de tels blobs Lyman alpha, nommés ainsi car ils sont vus dans la ligne d'émission d'hydrogène Lyman alpha, sont probablement liés à la naissance des plus grandes galaxies. Dans le modèle de «chauffage gravitationnel», les taches sont des régions où le gaz s'effondre sous sa propre gravité pour former une galaxie. Le modèle de «photoionisation» attribue l'émission du gaz à l'ionisation par la lumière ultraviolette des étoiles nouveau-nées ou d'un trou noir massif. Le modèle de «chauffage par choc» ou «super vent galactique» émet l'hypothèse que la lueur du gaz est causée par la mort de nombreuses étoiles massives nées tôt dans l'histoire de l'univers, vivant de courtes vies, puis mourant dans des explosions de supernovae qui explosent gaz environnant. Les membres de l'équipe Yoshiaki Taniguchi et Yasuhiro Shioya (Université Ehime) ont plaidé pour le modèle galactique de super vent.
Des observations avec le spectrographe DEIMOS au télescope Keck II ont révélé que le gaz à l'intérieur des taches se déplace à des vitesses supérieures à 500 kilomètres par seconde (300 miles par seconde). L'étendue des concentrations de gaz et la vitesse du matériau qu'elles contiennent suggèrent que ces régions doivent être jusqu'à dix fois plus massives que la galaxie de la voie lactée.
Les taches présentent une grande variété de formes et de luminosité. Par exemple, certains présentent des caractéristiques de type bulle qui correspondent à des simulations informatiques de vents galactiques telles que celles de Masao Mori (Université Senshu) et Masayuki Umemura (Université de Tsukuba). Il existe également des taches diffuses et celles constituées de plusieurs galaxies.
"Des galaxies de différentes tailles nous entourent", a déclaré Yuichi Matsuda de l'Université de Kyoto. "Les grandes concentrations de gaz que nous avons découvertes peuvent nous en dire beaucoup sur la façon dont la plus grande d'entre elles est devenue."
Ces résultats ont été publiés dans une série d'articles de recherche dans l'Astronomical Journal et l'Astrophysical Journal.
Source d'origine: communiqué de presse Subaru
