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Découverte d'une galaxie lumineuse réionisant le milieu intergalactique local il y a 13 milliards d'années

Découverte d'une galaxie lumineuse réionisant le milieu intergalactique local il y a 13 milliards d'années

La galaxie A370p_z1 dans l'imagerie Hubble et un zoom avant dans chaque filtre. La non-détection dans les trois premiers filers, suivie de détections dans tous les filtres plus rouges est une signature typique des galaxies éloignées. Crédit: NASA, ESA, Z. Levay (STSci)

Les astronomes ont découvert une galaxie lumineuse prise en train de réioniser son gaz environnant seulement 800 millions d'années après le Big Bang. La recherche, dirigée par Romain Meyer, Ph.D. étudiant à l'UCL à Londres, au Royaume-Uni, a été présenté aujourd'hui lors de la réunion annuelle virtuelle de la Société européenne d'astronomie (EAS).

L'étude des premières galaxies qui se sont formées il y a 13 milliards d'années est essentielle pour comprendre nos origines cosmiques. L'un des sujets chauds actuels de l'astronomie extragalactique est la «réionisation cosmique», le processus dans lequel le gaz intergalactique a été ionisé (des atomes dépouillés de leurs électrons). La réionisation cosmique est similaire à un meurtre non résolu: nous en avons des preuves claires, mais qui l'a fait, comment et quand? Nous avons maintenant des preuves solides que la réionisation de l'hydrogène s'est achevée il y a environ 13 milliards d'années, au cours du premier milliard d'années de l'Univers, avec des bulles de gaz ionisé qui se développent lentement et se chevauchent. Les objets capables de créer de telles bulles d'hydrogène ionisé sont cependant restés mystérieux jusqu'à présent: la découverte d'une galaxie lumineuse dans laquelle 60 à 100% des photons ionisants s'échappent, est probablement responsable de l'ionisation de sa bulle locale. Cela suggère que l'affaire est plus proche d'être résolue.

Les deux principaux suspects de réionisation cosmique sont généralement 1) une population de nombreuses galaxies faibles qui fuient ~ 10% de leurs photons énergétiques, et 2) une «  oligarchie '' de galaxies lumineuses avec un pourcentage beaucoup plus important (> 50%) de photons s'échappant chacun galaxie. Dans les deux cas, ces premières galaxies étaient très différentes de celles d'aujourd'hui: les galaxies de l'Univers local sont des fuites très inefficaces, avec seulement

La détection de la lumière des atomes d'hydrogène excités (la soi-disant ligne Lyman-alpha) peut être utilisée pour déduire la fraction des photons qui s'échappent. D'une part, de telles détections sont rares car les galaxies de l'ère de la réionisation sont entourées de gaz neutre qui absorbe cette émission d'hydrogène caractéristique. D'un autre côté, si ce signal d'hydrogène est détecté, il représente un «pistolet fumant» pour une grande bulle ionisée, ce qui signifie que nous avons surpris une galaxie en train de réioniser son environnement. La taille de la bulle et la luminosité de la galaxie déterminent si elle est seule responsable de la création de cette bulle ionisée ou si des complices invisibles sont nécessaires.

La découverte d'une galaxie lumineuse 800 millions d'années après le Big Bang soutient le scénario où une «oligarchie» de fuites lumineuses émet la plupart des photons ionisants. "C'est la première fois que nous pouvons pointer vers un objet responsable de la création d'une bulle ionisée, sans avoir besoin d'une contribution de galaxies invisibles", commente Meyer. "Des observations supplémentaires avec le prochain télescope spatial James Webb nous permettront d'étudier plus avant ce qui est probablement l'un des meilleurs suspects pour le cas non résolu de la réionisation cosmique."


Un univers avec des oligarques: l'ère de la réionisation est probablement l'œuvre des galaxies les plus massives et lumineuses


Plus d'information:
"Emission de Lyman-Alpha à double pic à z = 6.803: une galaxie de l'ère de la réionisation auto-ionisant sa bulle H II locale." Le document a été soumis à Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.

Fourni par
Société européenne d'astronomie

Citation:
Découverte d'une galaxie lumineuse réionisant le milieu intergalactique local il y a 13 milliards d'années (2020, 2 juillet)
récupéré le 2 juillet 2020
depuis https://phys.org/news/2020-07-discovery-luminous-galaxy-reionizing-local.html

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