Quand vous pensez à une galaxie, vous imaginez probablement un beau disque avec des bras spiraux en expansion chargés d’étoiles bleues brillantes et de nuages de gaz rose/rouge parsemés dans les bras. Et en effet de nombreuses galaxies sont comme ça, y compris notre Voie lactée, tandis que d’autres sont elliptiques, ou irrégulières, voire particulières.
Le dénominateur commun est qu’ils sont chargés d’étoiles, des millions ou des milliards d’étoiles, si nombreuses qu’à distance elles se confondent dans une lueur laiteuse.
Mais récemment, des astronomes ont trouvé des galaxies qui ne ressemblent en rien à celle-ci. Situées à des milliards d’années-lumière de la Terre, elles semblent remettre en question ce que nous savons de la structure des galaxies. Pratiquement aucune lumière stellaire ne peut être vue d’eux, et la plupart de la lumière qu’ils émettent est à de très longues longueurs d’onde, bien au-delà de ce que l’œil humain peut voir. Ils sont poussiéreux, c’est-à-dire qu’ils ont des nuages constitués de grains de fer, de matériaux rocheux ou de suie (carbonée), mais cette poussière est beaucoup plus froide que ce à quoi on pourrait s’attendre d’une galaxie normale.
Ces étranges galaxies ont été un mystère pendant un certain temps, mais maintenant une équipe d’astronomes pense avoir la réponse : ces galaxies ne sont pas seulement poussiéreuses, elles sont noyé si poussiéreux qu’ils bloquent complètement la lumière des étoiles venant de l’intérieur. En fait, ces galaxies sont pleines de formation d’étoiles, mais elles sont enfouies si profondément dans une poussière opaque que ces galaxies sont sombres dans le type de lumière que nous voyons. Si elles n’avaient pas toute cette poussière, ces galaxies seraient incroyablement lumineuses. [link to paper].
Les galaxies ont été trouvées dans des observations du ciel profond. Ils sont pratiquement invisibles même lorsqu’ils sont vus dans le proche infrarouge, juste en dehors du spectre visible, mais à des longueurs d’onde progressivement plus longues, de l’infrarouge moyen aux ondes radio, ils deviennent plus brillants. S’il s’agissait de galaxies normales avec un nombre normal d’étoiles émettant de la lumière et réchauffant la poussière environnante, elles seraient plus brillantes à des longueurs d’onde infrarouges plus courtes. Mais ils ne le sont pas.
Quatre de ces galaxies étaient déjà connues. Les astronomes en ont observé six autres, tous très éloignés ; sa lumière a mis environ 12 milliards d’années pour atteindre la Terre. Pour mesurer les propriétés des galaxies, les astronomes font généralement quelques hypothèses de base. Par exemple, ils supposent que la poussière des nuages en formation d’étoiles est suffisamment épaisse pour bloquer la lumière visible, mais laisse passer la lumière infrarouge. C’est généralement une supposition décente.
Mais lorsqu’ils ont fait cela pour ces 10 galaxies, ils obtiennent des contradictions et des propriétés physiques qui n’ont aucun sens. C’est généralement un bon signe qu’une ou plusieurs hypothèses que vous avez faites sont fausses. Ils ont donc changé cette hypothèse et refait le calcul en supposant que la poussière est très, très épaisse ; si dense que même la lumière infrarouge ne peut pas sortir.
Et soudain, la physique a commencé à avoir un sens.
Ces galaxies sont bourrées de poussière, à tel point que même dans l’infrarouge on ne voit que la surface de ces nuages. Ce n’est pas tant que ces galaxies ont plus de poussière que d’habitude, mais qu’elles sont petites, donc le densité de poussière est beaucoup plus élevé. Normalement, la lumière infrarouge peut même s’échapper des profondeurs d’un nuage de poussière, mais dans ce cas, elle est si dense qu’elle est opaque.
Et cela signifie à son tour que pour expliquer la quantité de lumière que nous voyons, ces galaxies sont début étoiles, des dizaines de fois plus rapides que la Voie Lactée. Ce sont de véritables galaxies en étoile, même si, fait intéressant, elles n’émettent pas de lumière optique que nous pouvons voir. Ce sont des galaxies noires.
OK, donc c’est objectivement génial ; des galaxies si pleines de poussière qu’elles cachent ce qu’elles font à l’intérieur. Mais c’est vraiment important à comprendre. Nous mesurons les taux de formation d’étoiles des galaxies de plusieurs façons, mais c’est un excellent moyen de comprendre ce que fait une galaxie, sa quantité de gaz et de poussière, etc. La vitesse à laquelle naissent les étoiles nous en dit long sur la galaxie… et aussi sur ce que faisait l’Univers lui-même lorsque la lumière que nous voyons a quitté cette galaxie, parfois dans le passé.
Le fait qu’il existe des galaxies prodigieusement productrices d’étoiles mais qui ont été complètement ignorées parce qu’elles sont sombres signifie que nous avons manqué une grande partie de l’Univers primitif ; les astronomes estiment que jusqu’à 10 % de toutes les galaxies poussiéreuses de l’Univers primordial sont si poussiéreuses qu’elles sont sombres.
La question suivante à répondre est pourquoi ils sont comme ça. S’agit-il d’exemples de collisions de galaxies dans l’Univers primordial ? Les étoiles s’y forment-elles dans des conditions différentes de celles de l’Univers voisin, de sorte qu’elles produisent plus de poussière ? Avec seulement 10 galaxies échantillons connues, cela n’est pas clair.
Quoi c’est Bien sûr, nous apprenons encore à quoi ressemblait le lointain cosmos primitif, et parfois ce que nous voulons voir nous est caché jusqu’à ce que nous trouvions un moyen intelligent de le voir. Dans ce cas, une grande partie des galaxies en formation d’étoiles étaient invisibles. Qu’y a-t-il d’autre que nous ayons négligé?
c’est un truc de fan
Rejoignez SYFY Insider pour avoir accès à des vidéos et interviews exclusives, des dernières nouvelles, des cadeaux et plus encore !
Inscription gratuite