Nous avons l’habitude de les voir comme des spirales ou des ellipses. Des sortes de ballons de volley ou de frisbees. Mais les galaxies anciennes avaient des formes bien différentes. Des formes de planches de surf ou de frites de piscine.
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Celle que les astronomesastronomes appellent la Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) Survey a pour objectif d'extraire des données renvoyées par le télescope spatial James-Webb (JWST), les galaxies dont les chercheurs estiment qu'elles existaient lorsque notre Univers avait entre 600 millions et 6 milliards d'années.
Et aujourd'hui, une analyse de toutes ces images montre que ces galaxies les plus anciennes de notre Univers apparaissent le plus souvent plates et allongées. Entre 50 et 80 % de ces galaxies prennent ainsi la forme d'une planche de surf ou d'une frite telles que celles que l'on utilise pour apprendre à nager dans une piscine. Les galaxies en forme de frisbee arrivent ensuite. Mais elles deviennent plus courantes à mesure que l'on s'approche de l'extrémité la plus proche de nous des limites de l'étude. Les galaxies « sphériques », en forme de ballon de volley, se révèlent à la fois les plus compactes et les moins répandues.
Quelle était la forme de notre Galaxie au début de l’Univers ?
« Il est surprenant que les galaxies qui ressemblent à des frites de piscine ou à des planches de surf soient très courantes dans l'Univers primitif. Parce qu'elles sont vraiment rares dans l'Univers plus proche », souligne Viraj Pandya, astronome à l'université de ColumbiaColumbia (États-Unis), dans un communiqué de la Nasa. Mais les chercheurs précisent que ces galaxies sont aussi moins massives que les galaxies elliptiques ou spirales de notre époque. Le signe qu'elles sont les précurseurs de galaxies plus grosses comme notre Voie lactée.
Et justement, quel regard les astronomes posent-ils désormais sur ce qu'a pu être notre Galaxie à cette époque lointaine ? « Notre meilleure hypothèse est qu'elle aurait pu ressembler davantage à une planche de surf », estime Haowen Zhang, chercheur à l'université de l'Arizona (États-Unis). Parce qu'en remontant le temps, les théoriciens sont parvenus à se faire une idée de la masse de notre Voie lactéeVoie lactée à cette époque. Et elle correspondrait à cette forme en particulier.
De nouvelles géométries de galaxies pour mieux comprendre leur évolution
Ce sont bien les données renvoyées par le télescope spatial James-Webbtélescope spatial James-Webb qui ont permis de modéliser la géométrie 3D de toutes ces galaxies. Mais les astronomes soulignent que rien de tout cela n'aurait été possible sans le travail accompli depuis des décennies déjà grâce aux images captées par le télescope spatial Hubbletélescope spatial Hubble. « Il avait déjà montré un excès de galaxies allongées », rappelle Marc Huertas-Company, chercheur à l'Institut d'astrophysiqueastrophysique des îles Canaries. Le JWST a apporté une nouvelle vaguevague de preuves un peu plus précises de leur omniprésence. Tout en dévoilant des galaxies plus lointaines encore avec des géométries similaires.
« L'identification de catégories supplémentaires pour les premières galaxies de l'Univers est passionnante. Mais il reste beaucoup à analyser », remarque Kartheik Iyer, correspondant Hubble à l'université de Columbia. Déjà, les astronomes vont pouvoir étudier la relation entre la forme des galaxies et leur apparence, et projeter leur formation de manière beaucoup plus détaillée. Avec les échantillons de galaxies plus vastes à venir, ils pourront affiner leurs conclusions et mettre à jour les modèles d'évolution des galaxies.
