Des astronomes découvrent une galaxie massive semblable à la Voie lactée

Des astronomes ont identifié une galaxie spectaculaire, baptisée J0107a, qui remonte à une époque où l’Univers n’avait qu’un cinquième de son âge actuel, soit il y a 11,1 milliards d’années. Cette galaxie présente une structure étonnamment similaire à celle de notre Voie lactée, mais elle est beaucoup plus massive et active.

Une ressemblance frappante… et des différences de taille

Repérée grâce à une collaboration entre le télescope spatial James-Webb de la NASA et le réseau d’antennes ALMA installé dans le désert d’Atacama au Chili, cette galaxie intrigue la communauté scientifique par sa forme étonnamment familière. Au premier regard, J0107a évoque notre Voie lactée, avec ses bras spiralés organisés autour d’un centre en forme de barre, une configuration qui facilite la naissance d’étoiles en canalisant le gaz vers le cœur de la galaxie. 

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Cependant, les ressemblances s’arrêtent là. J0107a est dix fois plus massive que la Voie lactée et produit des étoiles à un rythme vertigineux, 300 fois plus rapide. Malgré son activité intense, cette galaxie reste plus compacte que la Voie lactée.

« C’est une véritable galaxie monstre », explique Shuo Huang, astronome à l’Observatoire astronomique national du Japon et auteur principal de l’étude parue dans la revue Nature. « Elle renferme une quantité de gaz énorme et un taux de formation stellaire exceptionnel, bien au-delà de ce que l’on observe dans les galaxies modernes. »

Une énigme pour les modèles actuels de formation galactique

La présence d’une galaxie aussi développée si tôt dans l’histoire cosmique remet en question plusieurs hypothèses sur l’évolution des structures galactiques. « Comment un objet aussi massif a-t-il pu émerger dans un Univers encore jeune ? » s’interroge Toshiki Saito, coauteur de l’étude et chercheur à l’université de Shizuoka, au Japon.

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De nos jours, des galaxies présentant un taux de formation d’étoiles aussi élevé sont généralement en train de fusionner ou de subir des collisions. Pourtant, J0107a ne montre aucun signe de telles interactions, ce qui la rend encore plus intrigante.

Les galaxies des premières époques de l’Univers, peu après le Big Bang (il y a 13,8 milliards d’années), étaient souvent chaotiques et riches en gaz. Ces conditions favorisaient une formation d’étoiles explosive. Cependant, il est rare d’observer une structure aussi organisée qu’une spirale barrée à cette période. « Comparée aux autres galaxies massives de l’Univers lointain, souvent désordonnées ou irrégulières, la forme bien structurée de J0107a est une surprise totale », explique Shuo Huang. Cette découverte pourrait bien remettre en question les modèles actuels de formation galactique.

Un tournant dans la compréhension des galaxies

Selon les scientifiques, les galaxies spirales barrées ne deviennent courantes qu’à des stades plus avancés de l’Univers. Aujourd’hui, environ deux tiers des galaxies spirales présentent cette caractéristique, qui joue un rôle dans la formation des étoiles. La barre agit comme un canal de transport, guidant le gaz interstellaire depuis les bras spiralés vers le centre galactique, où il se condense en nuages moléculaires. Ces nuages, sous l’effet de la gravité, s’effondrent et donnent naissance à de nouvelles étoiles.

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La barre de J0107a, mesurant près de 50 000 années-lumière de long, témoigne d’une organisation exceptionnelle pour une galaxie aussi ancienne. Pour rappel, une année-lumière correspond à environ 9,5 trillions de kilomètres.

Le télescope James-Webb a révélé que les galaxies spirales sont apparues bien plus tôt que ce que l’on pensait. Avec J0107a, nous avons l’un des premiers exemples connus d’une galaxie spirale barrée dans l’Univers primitif. Selon Toshiki Saito, bien que ces galaxies aient été étudiées en détail pour leur morphologie, leur dynamique reste encore largement incomprise.

Par ailleurs, la collision entre notre galaxie et Andromède pourrait avoir déjà commencé.

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