Découverte d’une galaxie “ anneau de feu ” extrêmement rare dans le premier univers

La galaxie annulaire R5519 a peut-être été créée lors d’une collision massive et catastrophique entre deux galaxies dans le premier univers.

James Josephides / Swinburne Astronomy Productions

Une collision violente et catastrophique entre deux galaxies a donné naissance à une galaxie annulaire extrêmement rare, à environ 11 milliards d’années-lumière de la Terre. La galaxie monstrueuse en forme de beignet fait des étoiles dans son énorme anneau à un rythme 50 fois plus rapide que notre galaxie d’origine, ce qui lui vaut un surnom inquiétant que Johnny et June Cash creuseraient sûrement: “l’anneau de feu” cosmique.

Dans un article publié mardi dans la revue Nature Astronomy, une équipe internationale de scientifiques détaille la galaxie annulaire R5519, découverte après avoir parcouru les données du télescope spatial Hubble et du W.M. Observatoire Keck à Hawaï. Parmi près de 4 000 galaxies détectées dans les ensembles de données, le R5519 était l’un des plus brillants et présentait une structure annulaire claire. L’équipe a donc approfondi ses recherches – et a rapidement réalisé qu’elle avait trouvé quelque chose d’inhabituel.

«C’est un objet très curieux, que nous n’avons jamais vu auparavant», explique Tiantian Yuan, astronome à l’Université de Swinburne en Australie et premier auteur de l’étude. “Le gigantesque trou dans cette galaxie a été causé par une collision frontale avec une autre galaxie.”

En sondant les caractéristiques du R5519, Yuan et son équipe ont commencé à chercher des indices sur la façon dont il s’est formé. Ils ont exclu la lentille gravitationnelle ou une fusion de galaxie pour sa structure inhabituelle et à proximité, ils ont détecté une galaxie compagne – G5593. Ils soupçonnent que ce voisin cosmique est la galaxie “intrus” qui peut être entrée en collision avec le R5519 il y a environ 40 millions d’années.

Les deux galaxies doivent s’être écrasées à peu près de face – un œil de bœuf galactique – et il est probable qu’il y avait déjà un disque d’étoiles présent dans R5519. Alors que G5593 pénétrait dans la galaxie, il a fendu le disque à travers les tripes et une vague d’étoiles s’est étendue depuis le centre, comme le montre le GIF ci-dessus.

“La formation collisionnelle de galaxies annulaires nécessite la présence d’un disque mince dans la galaxie” victime “avant la collision”, a déclaré Kenneth Freeman, astronome à l’Australian National University et co-auteur du document, dans un communiqué.

Si R5519 est causée par une énorme collision, ce qui en ferait un phénomène cosmique extrêmement rare. Seule une sur 1000 galaxies dans l’univers local est formée de cette manière. Notamment, le premier univers était beaucoup plus encombré, donc la croyance était que ce type de collisions était peut-être plus courant. Yuan suggère que les données racontent une histoire différente.

“Auparavant, les gens pensaient que nous trouverions plus de ces galaxies annulaires collisionnelles dans le jeune univers, simplement parce qu’il y a plus de collisions à l’époque”, dit-elle. “Nous constatons que ce n’est pas le cas.”

Il y a encore des “énigmes non résolues” à propos de l’anneau de feu, dit Yuan. “Nous ne savons pas si cet anneau était un premier anneau après la collision ou s’il s’agissait du deuxième anneau.” Elle a obtenu d’autres données de W.M. Keck pour résoudre ce problème.

Les astronomes devront recueillir plus de données pour être certains que l’anneau est causé par une collision, plutôt que par une évolution naturelle. Les auteurs de l’article écrivent l’imagerie réalisée par Télescope spatial James Webb de la NASA qui sera bientôt lancé (et récemment assemblé) sera en mesure de résoudre toutes les questions persistantes. Yuan dit qu’elle a déjà découvert une autre galaxie annulaire probablement formée par une collision frontale – et c’est un milliard d’années de plus que la «ceinture de feu».

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