Lettre contemporaine - Laboratoire d`Astrophysique de Marseille

Contacts presse
Olivier Ilbert
Chercheur au
Laboratoire d’Astrophysique
de Marseille
Tel : [phone]
[e-mail]
Thierry Botti
Responsable de la
communication
OAMP
Tel : [phone]
[e-mail]
COMMUNIQUE COMMUN
Détection d’une galaxie elliptique géante dans l’Univers lointain
Une équipe internationale
d’astronomes, dirigée par
des chercheurs du CEA,
avec des équipes du CNRS
et d’universités (Université
Pierre et Marie Curie,
Université Paris Diderot,
Université de Provence)1
à
laquelle participe Olivier
Ilbert, chercheur au
Laboratoire d’Astrophysique
de Marseille (CNRS, Université
de Provence, OAMP/INSU),, a
détecté, pour la première
fois dans l’Univers lointain,
une galaxie elliptique géante,
très semblable à ses cousines de notre Univers local. Cette galaxie, située à 10,1 milliards
d’années lumière de la Terre, est observée au moment où l’Univers n’avait que 3,6 milliards
d’années. Cette découverte révèle que certaines galaxies elliptiques peuvent déjà atteindre
leur taille « adulte », tôt dans l’évolution de l’Univers. Elles coexistent avec d’autres galaxies
elliptiques, beaucoup plus petites, qui augmentent de volume au cours du temps. Ces
résultats sont publiés dans la revue Astrophysical Journal Letters.
Pour éclairer les mystères du passé lointain de notre Univers, les chercheurs analysent la lumière
de galaxies très éloignées de la Terre. Parmi les galaxies étudiées, les elliptiques intéressent tout
particulièrement les astronomes. Ces régions suscitent beaucoup d’interrogations. En effet, les
galaxies elliptiques n’étant pas le siège de formation importante d’étoiles, elles devraient avoir une
évolution relativement restreinte au cours du temps. Pourtant, il y a quelques années, des images
de l’Univers lointain, prises par le télescope spatial Hubble, suggéraient que les galaxies elliptiques
lointaines pouvaient être de deux à cinq fois plus petites que leurs consœurs de même masse dans
l’Univers proche. Pour atteindre leur taille « adulte », les galaxies elliptiques seraient obligées
d’augmenter leur volume, ce qui contredit la théorie.
« Nous voulions trouver d’éventuelles galaxies elliptiques géantes dans l’Univers lointain », indique
Masato Onodera, chercheur au CEA. « Pour ‘peser’ les galaxies lointaines, nous avons utilisé la
technique de dispersion des vitesses des étoiles. Plus la taille d’une galaxie de masse donnée est
1 Laboratoire d’Astrophysique, Instrumentation - Modélisation de Paris-Saclay (CEA-Irfu - CNRS - Université Paris Diderot),
Institut d’astrophysique de Paris (CNRS - Université Pierre et Marie Curie - OSU/INSU), Laboratoire d’astrophysique de
Marseille (CNRS - Université de Provence - Observatoire Astronomique de Marseille Provence - OSU/INSU)
A gauche : image composite d'un champ de galaxies lointaines obtenue
d'après des clichés de la caméra Suprime-Cam du télescope Subaru et de la
caméra WIRCam du télescope Canada-France-Hawaii. La galaxie lointaine,
254025, à une distance de 10,1 milliards d'années-lumière, est un minuscule
point rouge. A droite, un zoom sur la position de la galaxie marquée par un
carré. Crédits Subaru/CFHT/SAp - TERAPIX/IAP

petite, plus les étoiles la constituant doivent tourner rapidement autour du centre de la galaxie pour
compenser l’attraction gravitationnelle », ajoute-t-il.
Pour avoir accès à ces données précieuses, les chercheurs se sont tournés vers l’un des plus
grands relevés de l’Univers lointain, le projet COSMOS2. Ils ont cherché des objets dotés d’une
signature spectrale particulière dans le visible et le proche infrarouge, comme celles détectées par
la caméra Suprime-Cam3 du télescope Subaru, et la caméra WIRCam4 du télescope Canada-
France-Hawaii5. Ils ont ensuite pu utiliser le télescope Subaru6
qui, équipé d’un spectrographe et
d’une caméra infrarouge multi-objets, a permis d’obtenir les spectres infrarouges des galaxies
lointaines étudiées. L’analyse des élargissements des raies spectrales permet ensuite de remonter
à la masse et à la taille des galaxies étudiées.
Les chercheurs ont ainsi pu détecter une galaxie elliptique géante, située à 10,1 milliards d’années
lumière de la Terre et observée au moment où l’Univers n’avait que 3,6 milliards d’années. Ce
résultat apporte la preuve que des galaxies géantes, parvenues à leur stade adulte, coexistent avec
d’autres, plus compactes, dans l’Univers primordial7
. Par ailleurs, cette découverte apporte une
pièce supplémentaire au puzzle de la compréhension de l’évolution des galaxies elliptiques. Les
chercheurs s’attèlent désormais à quantifier la proportion relative de ces deux types extrêmes de
galaxies elliptiques, en fonction du temps cosmique.
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Référence :
A z=1.82 Analog of Local Ultra-massive Elliptical Galaxies, Masato Onodera, Emanuele Daddi,
Raphael Gobat, Michele Cappellari, Nobuo Arimoto, Alvio Renzini, Yoshihiko Yamada, Henry J.
McCracken, Chiara Mancini, Peter Capak, Marcella Carollo, Andrea Cimatti, Mauro Giavalisco,
Olivier Ilbert, Xu Kong, Simon Lilly, Kentaro Motohara, Kouji Ohta, Dave B. Sanders, Nick Scoville,
Naoyuki Tamura, Yoshiaki Taniguchi, Astrophysical Journal Letters.
Collaborations internationales :
Sub-department of Astrophysics (University of Oxford), National Astronomical Observatory of
Japan, INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Spitzer Science Center (California Institute of
Technology), Institute for Astronomy (ETH Zurich), Dipartimento di Astronomia (Università di
Bologna), Department of Astronomy (University of Massachusetts), Center for Astrophysics
(University of Science and Technology of China), Institute of Astronomy (University of Tokyo),
Department of Astronomy (Kyoto University), Institute for Astronomy (University of Hawaï),
California Institute of Technology, Research Center for Space and Cosmic Evolution (Ehime
University).
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Pour en savoir plus :
http://irfu.cea.fr/Sap/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast.php?t=actu&id_ast=2815
http://subarutelescope.org/Pressrelease/2010/5/20/j_index.html
2 Le projet COSMOS est un relevé astronomique qui a détecté plus de 2 millions de galaxies, et qui implique une centaine
de scientifiques du monde entier.
3 Imageur optique grand champ
4 Caméra grand champ, travaillant dans le domaine du proche infrarouge.
5 Le télescope Canada-France-Hawaii est piloté conjointement par le National Research Council du Canada, l’INSU-CNRS
en France et l’Université d’Hawaii.
6 Le télescope Subaru est situé au Mauna Kea à Hawaï. Il fonctionne en optique et en infrarouge. Il est dirigé par
l’Observatoire astronomique national du Japon.
7 Univers primordial : ensemble des époques anciennes de l'histoire de l'Univers observable.