Une recherche systématique portant sur les premières galaxies lumineuses à s’être formées dans l’Univers, a montré qu’il y a 13 milliards d’années, leur nombre a brusquement et très fortement augmenté. Ces observations appuient la théorie de la formation hiérarchique des galaxies, idée selon laquelle de grandes galaxies se sont formées à mesure que de petites galaxies entraient en collision et fusionnaient.


Les astronomes Rychard Bouwens et Garth Illingworth, de l’Université de Californie, Santa Cruz, ont utilisé le télescope spatial Hubble pour explorer la formation des galaxies durant les 900 millions d’années qui suivirent le Big bang. Ils ont recueilli les données infrarouges et optiques, les plus profondes jamais obtenues. "Il s’agit d’un stade très précoce de la formation des galaxies," indique Illingworth, professeur d’astronomie et d’astrophysique à l’UCSC.

Les chercheurs ont compté des centaines de galaxies lumineuses à une période d’environ 900 millions d’années après le Big bang. Mais lorsqu’ils regardèrent 200 millions d’années plus tôt, ils n’en trouvèrent que quelques unes. De grands changements étaient manifestement intervenus durant ces 200 millions d’années. Les grandes galaxies lumineuses n’étaient pas encore en place à 700 millions d’années du Big bang. "Elles étaient nombreuses 200 millions d’années plus tard," précisent les chercheurs. Ceci signifie qu’il a du y avoir un grand nombre de collisions et de fusions de plus petites durant cette période.

Les galaxies observées dans cette enquête sont beaucoup plus petites que la Voie Lactée ou d’autres galaxies géantes actuelles de l’Univers proche. Ces premières galaxies rayonnaient sous l’effet de la formation des étoiles, émettrices d’une lumière bleuâtre. Cette lumière se changeait en lumière rougeâtre au cours de ses 13 milliards d’années de voyage jusqu’aux détecteurs d’Hubble. Pour déterminer le moment auquel la lumière a été émise d’une source distante, les astronomes utilisent son redshift (ou décalage vers le rouge), une mesure de la façon dont l’expansion de l’Univers a étiré les longueurs d’onde de la lumière, à mesure qu’elles voyageaient sur de vastes distances.

"Il est étonnant de pouvoir regarder 13 milliards d’années en arrière : l’on observe des galaxies qui avaient déjà évolué à partir de plus petits précurseurs, mais ce ne fut que quelques centaines de millions d’années après la formation des premières étoiles," déclare Illingworth. Les recherches permettent d’apprécier la vitesse à laquelle l’Univers a évolué de petits groupements d’étoiles à de plus grands.

Les recherches sont publiées dans la revue Nature du 14 septembre 2006.


La galaxie NGC 628
Crédits : NASA/JPL-Caltech/B.E.K. Sugerman (STScI)