Historiquement, les galaxies ont toujours été considérées comme d’immenses groupes de très nombreuses étoiles entourées de gaz et de poussière — mais une observation pourrait désormais remettre cette définition en question. Dans un communiqué repéré par Science Alert, une équipe de chercheurs a annoncé la découverte d’une galaxie unique en son genre, et pour cause : elle ne contient aucune étoile apparente.
Cette galaxie, baptisée, J0613+52 a été repérée par les astronomes de l’observatoire de Green Bank, aux États-Unis. C’est ce que les astronomes appellent une galaxie LSB, pour Low Surface Brightness (faible luminosité de surface). Ce sont des structures qui laissent souvent les astronomes perplexes, car elles semblent aller à l’encontre des modèles qui décrivent la formation des étoiles et des galaxies. Elles sont donc surveillées de près par de nombreux astronomes qui espèrent y trouver certaines des pièces manquantes du grand puzzle de la cosmologie.
Une galaxie fantôme repérée par hasard
Mais celle-ci est particulière ; même pour une galaxie LSB, elle est extrêmement peu lumineuse. En fait, elle émet si peu de lumière que les astronomes seraient sans doute passés à côté s’ils n’avaient pas bénéficié d’un sacré coup de pouce du hasard. Il se trouve qu’un opérateur a mal paramétré le télescope. « Le Green Bank Telescope a accidentellement été pointé vers les mauvaises coordonnées, et c’est comme ça qu’il est tombé cet objet », explique Karen O’Neil, co-auteure de ces travaux.
Au lieu de corriger le tir, les chercheurs ont choisi de profiter de cet heureux accident pour s’intéresser de plus près à cette structure pas comme les autres. Ils ont rapidement identifié la signature chimique de l’hydrogène, un gaz extrêmement abondant dans les galaxies spiralées comme la Voie lactée.
Ils ont même pu mesurer les décalages de longueurs d’onde typiquement associés à la rotation des galaxies. Sur l’image en tête d’article, le rouge correspond à la portion qui s’éloigne de l’observateur, et la partie bleue à celle qui se rapproche. Aucun doute : il s’agit bien d’une galaxie à part entière.
Mais où sont les étoiles ?
Et ils ont très vite compris pourquoi elle est si discrète : vu depuis l’observatoire américain, elle semble entièrement dépourvue d’étoiles. Même après l’avoir observée en long, en large et en travers, les astronomes n’y ont pas trouvé le moindre astre apparent. J0613+52 semble composée uniquement du matériel gazeux que l’on trouve généralement entre les étoiles des galaxies comme la Voie lactée.
Cela ne signifie pas forcément qu’elle n’héberge aucune étoile. Il est tout de même possible qu’elle en contienne quelques unes, bien cachées dans les tréfonds de cet immense nuage de gaz. Mais même si c’était effectivement le cas, cela ne rendrait pas cette observation moins exceptionnelle. Car le vrai intérêt de J0613+52, c’est qu’elle ne se comporte comme aucune autre galaxie connue.
« Ce que l’on sait, c’est que c’est une galaxie incroyablement riche en gaz », explique O’Neil. « Elle ne présente pas de formation d’étoile comme on pourrait s’y attendre dans une galaxie si massive, probablement parce que son gaz est trop diffus. En même temps, elle est trop éloignée des autres galaxies pour qu’elles puissent l’aider à lancer le processus de formation. »
En d’autres termes, tout indique que cette galaxie vagabonde depuis des lustres sans n’avoir jamais été dérangée. Or, les probabilités qu’une galaxie échappe ainsi à tout contact pendant des centaines et des centaines de millions d’années sont ridiculement faibles. Toutes les autres galaxies observées à ce jour ont été brassées par les forces gravitationnelles d’autres corps célestes qu’elles ont croisé au cours de leur histoire, déclenchant ainsi le processus de formation des étoiles.
Un cas unique qui mérite plus d’attention
Par conséquent, J0613+52 est un cas rarissime, et même unique pour le moment dans la littérature scientifique. Et c’est une perspective très enthousiasmante pour les chercheurs. Selon eux, il pourrait bien s’agir du tout premier exemple de galaxie constituée de gaz primordial intact. C’est donc un objet d’étude extrêmement précieux qui méritera de nombreuses autres observations.
La mauvaise nouvelle, c’est que ça sera probablement plus facile à dire qu’à faire ; elle pourrait être complètement invisible pour la majorité des télescopes, à l’exception de ceux qui travaillent dans le domaine des ondes radio. « La faible densité du gaz à la surface de la galaxie fait qu’il sera très difficile, voire impossible, de l’observer dans d’autres longueurs d’onde », ajoute O » Neil.
Il va donc falloir mobiliser d’autres télescopes radio de première catégorie pour essayer de lui tirer les vers du nez. Avec un peu de chance, l’observation de cette bulle cosmique préservée depuis des temps immémoriaux ouvrira la voie à de grandes découvertes sur la nature et la dynamique de l’Univers précoce, avec tout ce que cela implique pour la cosmologie moderne.
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