La grande récession galactique du premier milliard d’années après le Big Bang

La grande récession galactique du premier milliard d’années après le Big Bang

En économie, une récession est un phénomène de ralentissement du rythme de la croissance économique. La croissance devient inférieure à la croissance potentielle et l’écart de production augmente. Côté galactique, une étude analysant l’évolution des premières galaxies suggère qu’une récession aurait eu lieu au cours des premiers milliards d’années qui suivirent le Big Bang. Les « matières premières » étaient alors abondantes, beaucoup trop pour que la formation de nouvelles étoiles suive la cadence.

Au cours du premier milliard d’années de l’Univers, le monde était en feu, transformant les gaz froids abondants en nouvelles étoiles qui illuminaient ainsi l’Univers. Une équipe internationale d’astronomes dirigée par le professeur Stuart Wyithe, de l’Université de Melbourne, s’est récemment penchée sur l’apparition de ces premières galaxies en simulant par ordinateur leur évolution. Les chercheurs ont alors constaté que les galaxies évoluaient rapidement en seulement 300 millions d’années, consommant généralement tout le combustible disponible pour la formation d’étoiles, essentiellement de l’hydrogène moléculaire froid. Cette conversion du gaz en étoiles se serait alors produite à un taux dix fois plus rapide que celui observé dans les galaxies aujourd’hui. Mais alors d’où vient cette récession ?

Il y avait à l’époque une sorte « d’économie souterraine » selon les chercheurs. L’univers encore jeune ne contenait pas que de l’hydrogène moléculaire, il y avait également de l’hydrogène dit « neutre ». Et l’économie galactique ne pouvait tout simplement pas transformer cet hydrogène atomique neutre en hydrogène moléculaire assez vite pour suivre la cadence de formation d’étoiles. Techniquement parlant, l’Univers précoce était si dense que les taux de gaz disponibles dépassaient de loin le taux possible de formation d’étoiles dans la galaxie.

L’incapacité de ces premières galaxies à ajuster leur consommation de gaz est très différente de la façon dont les galaxies plus jeunes (y compris notre propre Voie lactée) opèrent. On observe en effet aujourd’hui une sorte d’équilibre où les étoiles se forment en quelque sorte au rythme des matières premières disponibles. Cela se produit naturellement, car les galaxies qui forment des étoiles plus rapidement réduiraient inévitablement leurs approvisionnements en gaz et finiront par mourir de faim pendant un certain temps jusqu’à ce que les niveaux de gaz se reconstituent.

Ces premières galaxies ne pouvant pas suivre donc, un univers en constante expansion finit petit à petit par éclaircir les taux de gaz disponibles près des galaxies au cours des milliards d’années suivantes, jusqu’à ce que ceux-ci s’équilibrent avec les taux de formation d’étoiles.

En bonus :

Simulation de la formation de la galaxie Voie lactée

Les informations supplémentaires du papier M. Volonteri, "la Formation et l'Évolution de Trous noirs Massifs," Science le 3 août 2012: vol. 337 No 6094 pp. 544-547 DOI: http://dx.doi.org/10.1126/science.122 ...

"Film S1. Simulation de la formation d'une galaxie semblable à notre Voie lactée. Les trous noirs massifs se cachent dans les centres de beaucoup de blocs de construction qui se mêlent pour assembler la Galaxie et un trou noir aussi habite la galaxie finale. Quand deux galaxies les deux accueil un trou noir fusionne, parfois les deux trous noirs se mêlent aussi dans un plus grand. Parfois un des trous noirs n'arrive pas au centre et restes errant dans la galaxie nouvellement formée. [Crédits: Jillian Bellovary, Fabio Governato]."

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Traduction Akasha.

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