Herschel met en lumière la formation stellaire dans l'Univers primitif
La formation stellaire au sein des galaxies résulte-elle d'évènements de fusion tumultueux et violents ou serait-elle l'issue de processus plutôt stables? L'étude de milliers de galaxies au cours de 11 milliards d'années de l'histoire cosmique grâce au télescope spatial d'Herschel de l'ESA (Agence spatiale européenne) a permis à une équipe d'astronomes de répondre à cette question. Lancé en mai 2009, le télescope spatial Herschel est un télescope sensible aux rayons infrarouges lointains et à l'échelle submillimétrique capable de capter et de discerner de la lumière provenant de galaxies à faible luminosité émanant de l'époque de la formation des premières galaxies jusqu'à l'époque actuelle. Les premières données ont été obtenues en juillet de la même année, les nouvelles images présentant des galaxies distantes présentant une formation stellaire. Les étoiles se forment à partir nuages de poussières et de gaz, qui forment un cocon protecteur jusqu'à leur «explosion». Dans le noyau pré-stellaire, ou cocon, la gravité compresse les gaz et la poussière au centre de la structure. Les gaz se réchauffent, et la chaleur est libérée dans l'espace avant que l'étoile embryonnaire ne finisse sa formation. Les galaxies actuelles forment les étoiles à une vitesse beaucoup plus lente, ou du moins, c'est ce qu'ont compris les astronomes après avoir observé les galaxies dans notre Univers actuel. Occasionnellement, les interactions entre galaxies massives entraînent des explosions de formations stellaires et provoquent l'augmentation plus rapide des étoiles. Mais était-ce le cas dans le passé? Les galaxies connaissaient-elles des périodes de formation stellaire plus intenses, ou les étoiles se formaient-elles à un rythme plus stable et lent? Grâce à la couverture spectrale de longueurs d'ondes éloignées, le télescope Herschel permet aux astronomes d'observer le passé de l'Univers et de rassembler des informations pour répondre à ces questions. Le Dr David Elbaz et ses collaborateurs du Centre du Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) à Saclay, en France, ont analysé les données d'Herschel et ont découvert que les collisions de galaxies n'ont joué qu'un rôle secondaire dans la formation stellaire auparavant, bien que les évènements de fusion aient été plus fréquents à cette époque que maintenant. «Les collisions sont nécessaires à la production de taux élevés d'étoiles seulement dans les galaxies qui n'ont plus assez de gaz», explique David Elbaz. «Les galaxies dont le schéma de formation stellaire est efficace ne sont que des versions agrandies de galaxies similaire à la nôtre.» L'étude était basée sur des images prises par Herschel couvrant deux régions GOODS (Great Observatories Origins Deep Survey) du ciel, le Nord et le Sud. Étant donné l'absence d'étoiles brillantes et de fortes émissions provenant de la Voie lactée, ces régions sont idéales pour étudier l'évolution des galaxies. Les chercheurs ont étudié la relation entre les résultats obtenus dans l'infrarouge émis par les galaxies, qui quantifie leur activité de formation stellaire, et les observations faites dans d'autres longueurs d'ondes d'environ 8 æm. Ces dernières, en raison des grains de poussières peuplant le milieu interstellaire, sont de bons indicateurs de l'étendue spatiale des régions de formation stellaire. L'étude montrait que la majorité des galaxies (environ 80%) indiquent une corrélation entre ces deux indicateurs infrarouges, indépendamment de leurs distances par rapport à nous, ou de leur luminosité totale. De plus, la contribution des évènements de fusion à la formation d'étoiles dans l'Univers était minime car ils ne constituaient que 20% des sources de toutes les régions du ciel étudiées. «Herschel a été conçu pour étudier l'histoire de la formation stellaire au cours de l'histoire cosmique», comment Göran Pilbratt, scientifique du projet Herschel de l'ESA. Le débat sur le rôle des évènements de fusion dans la formation des étoiles se tient depuis des décennies, et «ces nouvelles observations nous permettent de changer notre perception de l'histoire de l'Univers», conclut-il.Pour de plus amples informations, consulter: Agence spatiale européenne (ESA): http://www.esa.int/ Astronomy & Astrophysics (A&A): http://www.aanda.org/
Pays
Canada, Chili, Allemagne, Grèce, Espagne, France, Italie, Royaume-Uni, États-Unis