mai 18, 2022

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Des astronomes ont découvert la galaxie la plus éloignée de tous les temps

Une équipe internationale d’astronomes a découvert l’objet astronomique le plus éloigné de tous les temps : la galaxie. Il ne brille qu’environ 300 millions d’années après le Big Bang, et il peut contenir les étoiles les plus anciennes de l’univers ou un trou noir supermassif. Les résultats de l’étude ont été publiés dans l’Astrophysical Journal.

L’équipe propose deux idées : HD1 pourrait former des étoiles à une vitesse étonnante et peut-être même abriter les étoiles de la Communauté III, les premières étoiles de l’univers — qui, jusqu’à présent, n’ont jamais été observées. Alternativement, HD1 peut contenir un trou noir supermassif avec une masse d’environ 100 millions de fois la masse de notre soleil. « Répondre aux questions sur la nature d’une source très éloignée peut être difficile », déclare Fabio Pascucci, auteur principal de l’étude MNRAS, co-auteur de l’article de découverte sur ApJ et astronome au Centre d’astrophysique.

« C’est comme deviner la nationalité d’un navire à partir du drapeau qu’il arbore, alors qu’il est loin sur le rivage, et que le navire est au milieu d’un brouillard épais et orageux. On peut peut-être voir certaines des couleurs et des formes de le drapeau, mais pas dans son intégralité. C’est finalement un long jeu d’analyse et d’exclusion de scénarios invraisemblables ». HD1 est extrêmement brillant dans la lumière ultraviolette. Pour l’expliquer, Pascucci dit : « Certains processus actifs se produisent là-bas ou, mieux encore, il y a quelques milliards d’années. »

Au début, les chercheurs ont émis l’hypothèse que HD1 est une galaxie avec un starburst standard, une galaxie qui crée des étoiles à un rythme élevé. Mais après avoir calculé le nombre d’étoiles que HD1 produisait, ils ont obtenu un « taux incroyable – HD1 formera plus de 100 étoiles chaque année. C’est au moins 10 fois plus élevé que ce à quoi nous nous attendrions pour ces galaxies ». C’est à ce moment-là que l’équipe a commencé à soupçonner que HD1 ne formait peut-être pas des stars régulières de tous les jours. « Le premier groupe d’étoiles qui s’est formé dans l’univers était beaucoup plus massif, plus brillant et plus chaud que les étoiles modernes », explique Pascucci. « Si nous supposons que les étoiles produites dans HD1 sont les premières étoiles du groupe III, alors leurs propriétés peuvent être expliquées plus facilement. En fait, les étoiles du troisième groupe sont capables de produire plus de lumière ultraviolette que les étoiles normales, ce qui peut expliquer la luminosité maximale au-dessus de Violet pour HD1.

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Cependant, un trou noir supermassif pourrait également expliquer l’intense luminosité de HD1. Lorsqu’il dévore d’énormes quantités de gaz, des photons de haute énergie peuvent être émis depuis la région autour du trou noir. Si tel est le cas, ce serait de loin le plus ancien trou noir supermassif connu de l’humanité, qui a été observé beaucoup plus près du Big Bang que le détenteur actuel du record.

« HD1 représente un bébé géant en salle d’accouchement dans l’univers primitif », explique Avi Loeb, astrophysicien au Centre d’astrophysique et co-auteur de l’étude MNRAS. « Il brise de près de deux fois le décalage vers le rouge le plus élevé enregistré du quasar, ce qui est un exploit impressionnant. » HD1 a été découvert après plus de 1 200 heures d’observation à l’aide du télescope Subaru, du télescope Vesta, du télescope infrarouge britannique et du télescope spatial Spitzer.

« Il a été très difficile de trouver HD1 parmi plus de 700 000 objets », explique Yuichi Harikan, l’astronome de l’Université de Tokyo qui a découvert la galaxie. « La couleur rouge de HD1 correspond étonnamment aux caractéristiques attendues d’une galaxie à 13,5 milliards d’années-lumière, ce qui m’a donné la chair de poule quand je l’ai trouvée. » L’équipe a ensuite effectué des observations de suivi à l’aide de l’Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) pour confirmer la distance, qui est supérieure de 100 millions d’années-lumière à GN-z11, l’actuel détenteur du record de la galaxie la plus éloignée.

À l’aide du télescope spatial James Webb, l’équipe de recherche surveillera bientôt à nouveau HD1 pour vérifier sa distance par rapport à la Terre. Si les calculs actuels s’avèrent corrects, HD1 sera la galaxie la plus éloignée et la plus ancienne jamais enregistrée. Les mêmes observations permettront à l’équipe d’approfondir l’identité de HD1 et de confirmer si l’une de leurs théories est correcte.

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« Formulé quelques centaines de millions d’années après le Big Bang, le trou noir de HD1 a dû se développer à partir d’une graine massive à un rythme sans précédent », explique Loeb. « Encore une fois, la nature semble plus créative que nous. » (Ani)

(Cette histoire n’a pas été modifiée par l’équipe de Devdiscourse et est automatiquement générée à partir d’un flux partagé.)