Les astronomes ont détecté dix fois plus de galaxies hyperlumineuses infrarouges que les modèles théoriques ne le prévoyaient en termes de production stellaire. Les étoiles ne peuvent donc pas être les seules responsables de leur éclat exceptionnel.
Photo : La galaxie infrarouge ultra-brillante IRAS 14348-1447 (ESA/Hubble & NASA).
Dirigée par le SRON, Institut néerlandais de recherche spatiale, une équipe internationale menée par Lingyu Wang de l'Université de Groningue a utilisé le radiotélescope LOFAR pour identifier individuellement ces galaxies. Résultat : plus de dix fois trop de galaxies hyperlumineuses par rapport aux prédictions théoriques, tant dans l'Univers primordial qu'à proximité.
Il y a environ 11 milliards d'années, soit 3 milliards d'années après le Big Bang, les galaxies se formaient rapidement grâce à l'abondance de gaz. Certaines sont devenues massives et hyperlumineuses, atteignant une luminosité de 10 billions de soleils. Les réserves de gaz s'épuisant, ce phénomène devrait être rare par la suite.
Le télescope spatial Herschel confirmait globalement cette théorie, mais détectait un excès numérique de galaxies hyperlumineuses, sans pouvoir les résoudre individuellement en raison de sa résolution spatiale limitée.
LOFAR a résolu ce problème : avec une incertitude d'un facteur 2, l'excès est confirmé, nécessitant une révision des modèles théoriques.
"Nous étudions les mécanismes physiques à l'origine de ces galaxies extrêmes", explique Wang. Sont-elles alimentées par une formation stellaire produisant des milliers de masses solaires par an, ou par l'accrétion de matière autour de trous noirs supermassifs centraux ? Les modèles actuels peinent à expliquer une telle production stellaire rapide. Des observations complémentaires sont nécessaires pour trancher.
L'équipe prévoit des suivis à l'observatoire Keck à Hawaï, pour mesurer précisément le redshift via des spectres optiques et confirmer les distances.
Les résultats sont publiés en prépublication sur arXiv et paraîtront bientôt dans une édition spéciale d'Astronomy & Astrophysics.
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