Les propriétés physiques de cet objet
indiquent qu’au début de l’Univers, les amas d’étoiles nouvellement
formés au sein des galaxies résistent à l’action destructrice des
vents stellaires et des supernovae, pouvant ainsi survivre plusieurs
centaines de millions d’années, et ce contrairement aux prédictions
de certains modèles théoriques.
Ce que disent les simulations numériques à très haute résolution
Pour compléter l’interprétation de ces résultats inédits, les
chercheurs ont également développé un ensemble de simulations
hydrodynamiques à très haute résolution en utilisant le
supercalculateur du Très grand centre de calcul du CEA et du GENCI
pour reproduire la formation de ces super-amas. Ces simulations
montrent que, dans les galaxies riches en gaz, le gaz se fragmente
et forme beaucoup de nouvelles étoiles dans une même région durant
les premiers millions d’années, atteignant des valeurs concordant
avec les données du super-amas observé.
Après une quinzaine de millions d’années environ, l’effet des vents
stellaires provenant des jeunes étoiles massives et de l’explosion
des premières supernovae devient suffisamment fort pour
contrebalancer l’effondrement gravitationnel du gaz : la formation
stellaire décroit alors progressivement.
Un possible mécanisme pour expliquer la croissance des bulbes de
galaxies
La découverte d’un complexe de formation stellaire aussi jeune dans
une galaxie lointaine a des implications capitales sur la
compréhension de la formation des galaxies à l’échelle cosmologique.
En effet, les super-amas recensés dans les autres galaxies distantes
correspondent à des complexes d’étoiles nettement plus évolués et
plus âgés. La rareté du phénomène découvert ici - un super-amas
observé dans sa jeunesse, et présentant un taux de formation
d’étoiles très élevé - implique que la durée de vie des super-amas
observés dans l’Univers lointain pourrait atteindre au moins 500
millions d’années.
Cette nouvelle contrainte exclut certains scénarios théoriques qui
prédisent la destruction rapide des super-amas jeunes par l’action
des vents provenant des étoiles massives nouvellement formées, et
corrobore l’idée que ceux-ci peuvent vivre suffisamment longtemps
pour évoluer dans le disque galactique au sein duquel ils se sont
formés. Ils pourraient alors migrer vers le coeur de la galaxie et
jouer un rôle majeur dans la croissance du bulbe et du trou noir
géant central.
Caractériser finement le rôle de ces super-amas dans l’évolution des
galaxies nécessite une détermination encore plus précise de leurs
propriétés physiques - comme leur taille et leur masse dynamique.
C’est l’objectif au coeur des futurs travaux de l’équipe de
chercheurs, requérant en particulier les moyens d’observation du
réseau d'antennes ALMA (Atacama Large Millimeter Array, au Nord du
Chili), ainsi que du futur télescope spatial James Webb Space
Telescope (JWST) dont le lancement est prévu pour fin 2018.
Note : La formation des étoiles dans les galaxies lointaines
Quand l’Univers n’avait que 3 milliards d’années, les galaxies
avaient des caractéristiques très différentes de celles qu’elles
présentent aujourd’hui : leurs formes étaient plus irrégulières, et
leurs disques étaient beaucoup plus riches en gaz, formant leurs
étoiles beaucoup plus rapidement. Celles-ci naissaient au sein de
gigantesques régions de formation stellaire, beaucoup plus massives
et plus lumineuses que celles typiquement observées dans les
galaxies proches. Pourtant, la manière dont ces gros complexes
d’étoiles s’assemblaient n’est pas encore comprise, et leur
évolution à l’échelle de l‘histoire cosmique est fortement débattue.
Leur faible luminosité apparente
requiert l’utilisation de puissants moyens d’observation.
Source :
An extremely young massive clump forming by gravitational collapse
in a primordial galaxy, A. Zanella, et. al., Nature, 07 mai
2015.
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