Une équipe d’astronomes de l’Université de Milano-Bicocca a récemment découvert une galaxie spirale colossale, surnommée « Big Wheel », qui a existé seulement 2 milliards d’années après le Big Bang, événement ayant donné naissance à l’univers il y a environ 13,8 milliards d’années. Cette galaxie est en fait l’une des plus grandes jamais observées de cette époque cosmique précoce.
Découverte de la Galaxie Big Wheel
Les scientifiques ont localisé Big Wheel à proximité d’un quasar, un trou noir supermassif actif, en utilisant le télescope spatial James Webb (JWST). La galaxie se trouve à 11,7 milliards d’années-lumière de notre région de l’univers. Son surnom provient de sa rotation remarquablement rapide et de sa taille gigantesque, étant cinq fois plus massive que la Voie lactée, qui s’étend sur 100 000 années-lumière.
Caractéristiques et Rotation
Pour confirmer que Big Wheel est un disque en rotation, les astronomes ont utilisé de nouvelles observations spectroscopiques avec le spectrographe à proche infrarouge (NIRSpec) du JWST. La courbe de rotation de la galaxie, une caractéristique importante des galaxies spirales, montre un schéma typique des courbes de rotation plates observées dans les galaxies matures. La vitesse de rotation de la galaxie augmente à mesure que l’on s’éloigne du centre, atteignant une vitesse maximale de plusieurs centaines de kilomètres par seconde, similaire à celle de galaxies beaucoup plus développées.
Implications et Environnement
La vitesse de rotation de Big Wheel s’aligne également avec la relation Tully-Fisher locale, une corrélation entre la taille et la vitesse de rotation des galaxies observées aujourd’hui. Cela signifie qu’en dépit de sa jeunesse, la galaxie se comporte d’une manière cohérente avec certaines des plus grandes et plus matures galaxies spirales que nous voyons dans l’univers actuel. Big Wheel existe à une époque où la plupart des galaxies sont censées être petites et en début de développement, mais elle est déjà entièrement formée.
« Cette galaxie est spectaculaire car elle figure parmi les plus grandes galaxies spirales jamais découvertes, ce qui est sans précédent pour cette époque précoce de l’univers », a déclaré Charles Steidel, l’auteur principal de l’étude et professeur d’astronomie à Caltech.
Conditions de Formation Rapide
Une des pistes pour expliquer cette découverte réside dans l’environnement de Big Wheel. La galaxie se trouve dans une région dense de l’espace où la densité des galaxies est plus de dix fois supérieure à la moyenne cosmique. Cet environnement dense pourrait fournir des conditions idéales pour une croissance rapide des galaxies. Sebastiano Cantalupo, co-auteur de l’étude, suggère que Big Wheel a peut-être bénéficié d’un apport efficace de gaz, portant le moment angulaire nécessaire à la formation de grands disques. De plus, les fréquentes fusions de galaxies riches en gaz dans cette région surpeuplée pourraient avoir contribué à sa taille massive et à sa croissance rapide.
Défis aux Modèles Cosmologiques
La découverte de Big Wheel remet en question les modèles cosmologiques actuels. Sa taille et sa masse dépassent largement les prévisions pour des galaxies à des décalages vers le rouge similaires, en faisant un cas atypique parmi les populations de galaxies. À terme, les astronomes pourraient devoir ajuster leurs modèles pour tenir compte de la possibilité d’une croissance rapide des galaxies dans de telles conditions denses.
Publication de l’Étude
Cette étude a été publiée le 17 mars dans la revue Nature Astronomy.