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Hubble and Spitzer observed a galaxy in its cradle

An international team of astronomers has discovered, using the Hubble and the Spitzer Space Telescopes, one of the most distant galaxies of the Universe and the faintest one ever detected. They were able to observe it as it was 500 million years after the Big Bang.

“Grace à cette détection, nous avons pu étudier pour la première fois les propriétés physiques de ces objets formés quelques millions d’années après le Big-bang » confie David Bina, doctorant à l’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie de Toulouse (Université Paul Sabatier de Toulouse & CNRS) et co-auteur de la découverte. Cette galaxie fait partie d’un ensemble de 22 galaxies lointaines situées aux frontières de l’Univers. Le résultat sera publié dans la revue scientifique américaine The Astrophysical Journal.

« Hubble a déjà observé des galaxies très lointaines, mais cet objet est bien plus petit, et beaucoup plus représentatif de ce à quoi doivent ressembler les premières galaxies de l’Univers » confirme Nicolas Laporte, l'un des astronomes à l’origine de cette découverte et ancien doctorant de l’IRAP. Ce nouvel objet a une taille comparable à celle de l’une des galaxies satellites de notre Voie Lactée, le Grand Nuage de Magellan (GNM), mais forme 10 fois plus d’étoiles. Les astronomes ont nommé cette galaxie, une des toutes premières de l’Univers, Tayna qui signifie« ainé » en Aymara, langue officielle de l’empire Inca.

Cette jeune galaxie a pu être observée en combinant les capacités du télescope spatial Hubble et d’un « télescope naturel » qui amplifie la lumière de ces objets lointains.  En effet depuis fin 2013, Hubble observe dans le cadre de son programme « Frontier Fields », des amas de galaxies composés de plusieurs millions de milliards d’étoiles jouant le rôle de « zoom »  sur les premières galaxies de l’Univers. MACS0416, l’amas de galaxie utilisé pour cette étude, a ainsi permis d’observer  cette source très lointaine 20 fois plus brillante qu’elle ne l’est réellement.  

La distance de cet objet a été estimée à partir de la lumière collectée par les télescopes Hubble et Spitzer. Les premières galaxies de l’Univers sont principalement composées de jeunes étoiles émettant beaucoup de lumière bleue. Mais l’expansion de l’Univers va modifier les propriétés de la lumière émise par ces galaxies, et les plus lointaines vont être observées depuis la Terre comme des objets rouges. Cette découverte confirme que l’Univers jeune est peuplé de cibles intéressantes pour le successeur de Hubble, le James Webb Space Telescope qui pourra, après son lancement prévu en 2018, repousser encore plus loin les limites de l’Univers observable.

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This is a Hubble Space Telescope view of a very massive cluster of galaxies, MACS J0416.1-2403, located roughly 4 billion light-years away and weighing as much as a million billion suns. The inset is an image of an extremely faint and distant galaxy that existed only 400 million years after the big bang. Hubble captured it because the gravitational lens makes the galaxy appear 20 times brighter than normal. Credits: NASA, ESA, and L. Infante (Pontificia Universidad Catolica de Chile)

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  • David Bina, david.bina@irap.omp.eu
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