Des traces d’oxygène ont été décelées dans la galaxie JADES-GS-z14-0, la plus lointaine découverte à ce jour, montrent les analyses de deux équipes différentes d'astronomes obtenues grâce au radiotélescope géant ALMA installé dans le désert d'Atacama, au Chili.

Découverte l’année dernière à l’aide du télescope James Webb, (nouvelle fenêtre) cette galaxie est si éloignée que sa lumière a mis 13,4 milliards d’années pour parvenir à la Terre. Ainsi, nous l’observons telle qu’elle apparaissait lorsque l’Univers avait moins de 300 millions d’années, soit environ 2 % de son âge actuel.

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Plus évoluée qu’on le pensait

JADES-GS-z14-0 n'est pas le type de galaxie prédit par les modèles théoriques et par les simulations informatiques dans le tout jeune Univers, si bien qu’il amène les astronomes à reconsidérer la rapidité avec laquelle les galaxies se sont formées après le big bang.

C’est comme trouver un adolescent là où l’on ne s’attendrait qu’à voir des bébés.

Nos résultats montrent que cette galaxie s’est formée très rapidement et qu'elle évolue tout aussi vite, note l'astronome Sander Schouws dans un communiqué publié par l’Observatoire européen austral (ESO).

Un nombre croissant d’indices suggèrent que la formation des galaxies se déroule bien plus rapidement que ce que l’on pensait, qu’elles sont chimiquement plus évoluées que prévu, ajoute M. Schouws, premier auteur de l'une des études publiées dans The Astrophysical Journal (en anglais).

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Surprise galactique

Au début de leur développement, les galaxies sont habituellement composées de jeunes étoiles, contentant des éléments légers tels que l'hydrogène et l'hélium.

Puis, au fil de leur évolution, les étoiles produisent des éléments de plus en plus lourds, comme l’oxygène, qui se dispersent dans leur galaxie hôte après leur mort.

Jusqu’à récemment, les astronomes pensaient qu’à 300 millions d’années, l’Univers était encore trop jeune pour abriter des galaxies riches en éléments lourds.

Mais les plus récentes découvertes n’abondent pas dans ce sens, et les deux études menées s’inscrivent dans ce courant, puisqu’elles montrent que JADES-GS-z14-0 contient environ 10 fois plus d’éléments lourds que prévu.

J'ai été stupéfait par ces résultats inattendus, car ils ouvrent une nouvelle perspective sur les premières phases de l'évolution des galaxies. La preuve qu'une galaxie est déjà mature dans l'Univers naissant soulève des questions sur le moment et la manière dont les galaxies se sont formées, indique Stefano Carniani, de la Scuola Normale Superiore de Pise, l’auteur principal de la deuxième étude publiée dans la revue Astronomy & Astrophysics (en anglais).

Une précision inégalée

La présence de l'oxygène a aussi permis aux astronomes de préciser la distance de JADES-GS-z14-0.

La détection par ALMA offre une mesure extraordinairement précise de la distance de la galaxie, avec une incertitude de seulement 0,005 %.

Ce niveau de précision – qui équivaut à une précision de 5 cm sur une distance de 1 km – permet d'affiner notre compréhension des propriétés des galaxies lointaines, précise Eleonora Parlanti, coauteure de la deuxième étude.