Galaxy de l'univers 'teenage' dévoile pour la 1ère fois sa carte des eaux

La galaxie J1135 est située à 12 milliards d’années-lumière et est vue telle qu’elle était moins de 2 milliards d’années après le Big Bang.

Pour la première fois, des scientifiques ont réussi à élaborer une carte de la répartition de l'eau dans une galaxie qui existait lorsque l'univers, vieux de 13,8 milliards d'années, n'était qu'un adolescent cosmique.

La galaxie, désignée J1135, est située à environ 12 milliards d'années-lumière de la Terre et est donc vue telle qu'elle était moins de 2 milliards d'années après le Big Bang.

La carte des eaux de J1135, créée dans le cadre d'une étude de la Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA) menée par l'équipe d'astrophysique observationnelle et théorique des galaxies (GOThA), possède également une résolution sans précédent qui pourrait révéler une dynamique inédite des premières galaxies de l'univers. .

Bien que l’eau soit un ingrédient essentiel à la vie, sa présence dans l’univers a un objectif qui va au-delà de la recherche de régions habitables. Les scientifiques peuvent utiliser la répartition de l’eau dans une galaxie pour raconter l’histoire cosmique de certains processus qui s’y déroulent. En effet, lorsque l’eau change d’état de glace à vapeur, elle indique des zones d’énergie accrue où naissent des étoiles, voire des trous noirs. En bref, cela signifie que trouver de la vapeur d’eau dans une région particulière d’une galaxie indique que quelque chose de très important s’y passe.

"L'eau peut être trouvée non seulement sur Terre mais partout dans l'espace, dans différents états", a déclaré Francesca Perrotta, auteur principal de l'étude et chercheuse au SISSA, dans un communiqué. "Par exemple, sous forme de glace, l'eau peut être trouvée dans ce qu'on appelle les nuages ​​​​moléculaires, des régions denses de poussière et de gaz dans lesquelles naissent les étoiles."

"L'eau agit comme une cape", a poursuivi Perrotta, "couvrant la surface des grains de poussière interstellaire, qui constituent les éléments constitutifs de ces nuages ​​​​moléculaires et les principaux catalyseurs de la formation de molécules dans l'espace." -l'atmosphère chaude d'une exoplanète

Perrotta a également expliqué qu'il y a des moments où quelque chose brise le calme et la froideur de ces nuages ​​moléculaires, comme la naissance d'une étoile qui libère de la chaleur ou un trou noir qui commence à se régaler de la matière environnante qui, à son tour, émet de l'énergie.

Le rayonnement de ces sources perturbatrices chauffe l’eau gelée, la transformant directement en forme gazeuse, également appelée vapeur d’eau, au cours d’un processus appelé sublimation. Puis, à mesure que cette vapeur d’eau se refroidit, elle émet une lumière infrarouge que les astronomes peuvent observer.

"Les astrophysiciens peuvent ensuite observer cette émission de vapeur d'eau pour cartographier les régions de la galaxie où l'énergie est produite, nous donnant ainsi des informations sans précédent sur la façon dont les galaxies se forment", a déclaré Perrotta.

Ces données d’émission peuvent également être combinées à la cartographie de certaines molécules, comme le dioxyde de carbone, pour en révéler encore plus sur la façon dont les galaxies se rassemblent au fil du temps.

Mais l'observation des premières galaxies, comme J1135, ne serait pas possible sans l'aide d'un phénomène prédit pour la première fois dans la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein appelé « lentille gravitationnelle ».

La théorie de la relativité générale d'Einstein de 1915 prédit essentiellement que les objets ayant une masse ont un effet de déformation sur la structure même de l'espace et du temps, en supposant que le temps est tangible dans des dimensions supérieures. Cela s’apparente à l’analogie 2D de poids sphériques placés sur une feuille de caoutchouc étirée provoquant des bosses dans le tissu. Tout comme les poids de plus grande masse provoquent une courbure plus extrême de la feuille, les objets cosmiques de plus grande masse provoquent une déformation plus extrême de l’espace-temps. Sauf qu’en réalité, la déformation de l’espace-temps se produit en 4D à cause du bit temporel.

Non seulement cette courbure donne naissance à ce que nous appelons la gravité, mais aussi à un phénomène très intéressant lié à la lumière.

Lorsque la lumière provenant d'une source d'arrière-plan - par exemple, une étoile ancienne - traverse la courbure de l'espace-temps créée par une galaxie massive entre cette source d'arrière-plan et la Terre, la courbe du trajet de la lumière devant l'objet intermédiaire dépend de sa proximité avec la distorsion. Cela signifie finalement que la lumière d’un même objet peut arriver à nos télescopes à des moments différents.