La galaxie géante endormie au centre de cette image est à 10 milliards d’années-lumière.
ESA/Hubble & NASA, A. Newman, M. Akhshik, K. Whitaker
En tant que simples mortels, nous aspirons à voyager dans le temps – une obsession nourrie d’engins emblématiques comme la DeLorean de Marty McFly, le retourneur de temps d’Hermione Granger et la boîte de police de Doctor Who. Souvent oubliés, cependant, sont les astronomes de la vie réelle qui le font déjà en quelque sorte.
Récemment, une de ces équipes de recherche a utilisé le voyage dans le temps pour résoudre un mystère spatial il y a des milliards d’années en utilisant une combinaison unique de télescopes super sensibles :
On pense que les galaxies sont au sommet de leur potentiel de fabrication d’étoiles en ce moment, il est donc particulièrement surprenant de découvrir celles qui sont en sommeil. En ce moment, ils devraient faire plus de stars que jamais.
« Les galaxies les plus massives de notre univers se sont formées incroyablement tôt, juste après le Big Bang », a déclaré Kate Whitaker, professeur d’astronomie à l’Université du Massachusetts-Amherst et auteur principal d’une nouvelle étude, dans un communiqué. « Mais pour une raison quelconque, ils ont fermé leurs portes. Ils ne forment plus de nouvelles étoiles. »
Il s’avère que certaines vieilles galaxies ont simplement manqué de carburant stellaire, ou de gaz froid, au début de leur vie. Les résultats de l’étude du groupe ont été publiés mercredi dans la revue Nature et pourraient réécrire nos connaissances sur l’évolution de l’univers.
Mais attendez, vous êtes probablement encore sur ce point sur les astronomes qui remontent dans le temps. S’ils peuvent balancer cela, pourquoi ne se sont-ils pas présentés au célèbre dîner réservé aux voyageurs dans le temps de Stephen Hawking?
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Vous avez peut-être entendu le terme « année-lumière », qui fait référence à la distance parcourue par la lumière en une année terrestre. Nous avons besoin de ce terme comme mesure car la lumière ne voyage pas instantanément. Bien sûr, allumer la lampe de votre chambre entraîne une luminosité quasi immédiate, mais si quelqu’un allumait une lampe de poche en se tenant debout sur la lune, à environ 384 472 kilomètres, son faisceau ne nous atteindrait pas plus d’une seconde.
Cela signifie que le clair de lune a un décalage d’environ une seconde pour nous Terriens. En effet, lorsque nous jetons un coup d’œil à la lune, nous voyons tout une seconde après que cela se soit produit. Nous regardons en quelque sorte dans le temps.
Les astronomes augmentent ce concept par milliards. Utilisant de puissants télescopes comme machines à remonter le temps, ils regardent dans l’espace lointain, à des milliards d’années-lumière. Pour cette étude qui a percé le mystère des galaxies « mourantes » prématurément, par exemple, l’équipe a examiné six corps cosmiques situés à 10 milliards à 12 milliards d’années-lumière dans l’univers.
Ainsi, il a fallu 10 à 12 milliards d’années pour que toute illumination dans la zone étudiée atteigne les lentilles de leurs télescopes. Cela signifie que les astronomes regardaient assez loin dans le temps pour observer les instants qui ont suivi le Big Bang – qui s’est produit il y a environ 14 milliards d’années – se dérouler en temps réel.
Et voilà, c’est ainsi qu’ils ont résolu le puzzle cosmique. Les chercheurs disent que les galaxies ont brûlé trop rapidement leur alimentation en gaz froid ou sont bloquées dans leur reconstitution.
Plus précisément, Whitaker et ses collègues chercheurs ont démystifié le problème en utilisant un mélange de télescopes puissants : le télescope spatial Hubble et le grand réseau millimétrique/submillimétrique d’Atacama, ou ALMA. Le télescope spatial Hubble est sensible à la lumière sur tout le spectre, même le type que les humains ne peuvent pas voir.
Et comme si le voyage dans le temps n’était pas assez fantastique, l’équipe a profité d’un autre outil appelé lentille gravitationnelle pour améliorer la lumière collectée. Fondamentalement, le point de vue de la lentille voyageait le long d’une ligne décorée par des centaines d’autres amas de galaxies.
L’attraction gravitationnelle de ces galaxies était suffisamment forte pour déformer les faisceaux de lumière provenant des six galaxies d’intérêt de l’équipe, les étirant pendant leur voyage vers la Terre. Cela a aidé à faire la lumière – sans jeu de mots – sur des détails juteux qui auraient autrement été manqués dans les galaxies.
ALMA, d’autre part, a utilisé ces détails pour rechercher les niveaux de gaz froid, ou combustible stellaire, dont les galaxies ont besoin pour fabriquer des corps stellaires. « Il y avait beaucoup de gaz froid dans l’univers primitif, donc ces galaxies, d’il y a 12 milliards d’années, devraient en avoir beaucoup dans le réservoir de carburant », a déclaré Whitaker.
Maintenant, nous savons – grâce au plus proche voyage dans le temps – ces réservoirs sont vides.
