Les astronomes du Cosmic Dawn Center ont révélé la formation des galaxies dans l’univers primordial à travers des images capturées par le télescope spatial James Webb. Dans un article publié dans Astronomy & Astrophysics (ref.), ils ont montré une protogalaxie similaire à la Voie lactée, en train de se former à partir de galaxies plus petites. Cette découverte renforce notre compréhension de la formation des galaxies.
Des protogalaxies aux galaxies actuelles
Selon le modèle actuel de formation des structures dans l’univers, les galaxies se forment de manière hiérarchique. À partir de structures formées dans l’univers primordial, elles fusionnent ensuite pour former des structures plus grandes. La prédiction théorique basée sur des simulations informatiques est confirmée par les observations de galaxies à différentes époques de l’univers. Pour observer l’assemblage de ces structures, nous devons regarder le plus loin possible dans le temps.
Cependant, ces sources sont à la fois très petites et très faibles, et leur détection nécessite des technologies très avancées. L’article met l’accent sur le progéniteur de ce qui est aujourd’hui probablement une galaxie de grande taille, de la taille de la Voie lactée. Ce groupe de galaxies plus petites, appelé CGG-z5, a été trouvé grâce au programme d’observation appelé CEERS avec le James Webb Space Telescope.
“J’ai développé le logiciel pendant mes études pour détecter ce type de structure, et maintenant nous l’avons appliqué aux données du programme CEERS”, déclare Nikolaj Sillassen. “C’est fantastique de voir à quel point mon logiciel devient utile”. “Les autres membres du groupe sont tous petits et faibles. Sans la sensibilité et la résolution spatiale de James Webb, nous ne serions simplement pas en mesure d’étudier la formation de ces galaxies”, explique Shuowen Jin, auteur principal de l’étude.
Les simulations informatisées
Ce que sera exactement l’avenir du groupe de galaxies CGG-z5 est évidemment inconnu. Au lieu de former une seule galaxie, il se peut que le groupe ait évolué en un grand amas de galaxies. Ou il y a la possibilité que les composants ne soient pas aussi serrés qu’ils semblent, mais plutôt faire partie d’une structure filamentaire.
Pour distinguer entre ces scénarios, des observations plus précises impliquant la spectroscopie sont nécessaires. Mais en attendant, les simulations informatiques peuvent nous aider. “Pour mieux comprendre la nature et l’évolution de CGG-z5, nous avons cherché des structures similaires dans des simulations hydrodynamiques à grande échelle”, déclare Aswin Vijiayan. “Nous avons trouvé 14 structures qui correspondent étroitement aux propriétés physiques du groupe CGG-z5. Nous avons ensuite tracé l’évolution de ces structures dans le temps dans les simulations, de l’univers primordial à l’époque actuelle”.
Bien que le déploiement exact de l’évolution de ces 14 structures soit différent, elles ont toutes partagé le même destin environ 1 milliard d’années plus tard, fusionnant pour former une seule galaxie ayant des masses comparables à notre Voie lactée. “Compte tenu des prévisions des simulations, il est donc possible d’hypothéquer que le système CGG-z5 suivra un parcours évolutif similaire. Nous avons donc capturé le processus de petites galaxies qui se rassemblent en une seule galaxie massive”, déclare Shuowen Jin.