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Large number of dwarf galaxies discovered in the early universe

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Large number of dwarf galaxies discovered in the early universe


Johan Richard (Centre de Recherche Astrophysique de Lyon) a contribué à la découverte inédite de galaxies naines distantes qui pourraient apporter des indices essentiels sur la formation d’étoiles dans l’Univers il y a plusieurs milliards d’années. On pense en effet que les galaxies naines, beaucoup moins massives que notre propre galaxie, la Voie Lactée, ont joué un rôle important en transformant l’Univers primitif, sombre et opaque, en un Univers lumineux et transparent, c’est-à-dire pendant la période dite de réionisation de l’Univers. Cependant observer ces galaxies naines est une opération très difficile : elles sont très peu lumineuses et hors de portée de nos plus grands télescopes. C’est tout un pan de l’Univers distant qu’il manque à notre panorama.


Heureusement, il est possible d’utiliser des structures de l’Univers extrêmement massives telles que les amas de galaxies, comme des télescopes naturels pour faciliter la détection de ces galaxies naines. Une galaxie située derrière cette structure verra sa lumière magnifiée et déviée comme passant à travers une lentille et détectée sous forme d’arcs de lumière multiples (voir image). Après un premier travail en 2014 qui a montré la faisabilité d’un tel projet, l’équipe a utilisé dans cette étude récente trois des amas observés avec la caméra WFC3 du Télescope Spatial Hubble (HST). Ces images profondes ont révélé un nombre de galaxies naines qui sont 10 à 100 fois plus faibles en luminosité que celles observées habituellement, et en nombre bien supérieur aux galaxies les plus brillantes lorsque l’Univers était agé de 2 à 6 milliards d’années. Cette étude a montré que le nombre de galaxies naines a fortement évolué durant cette période, et qu’elles représentent la population de galaxies la plus nombreuse de l’Univers jeune. Malgré leur faible luminosité, elles contribuent à la moitié de tout le rayonnement ultraviolet produit par les galaxies à cette époque, ce qui leur donne un rôle de premier plan dans le phénomène de réionisation de l’Univers. Le futur télescope spatial sensible en infrarouge, le James Webb Space Telescope (JWST) nous apportera d’avantage de réponses sur cette grande question, et il est prévu d’être lancé en octobre 2018.


Image : Amas massif de Abell 1689 qui crée un effet de lentille gravitationnelle sur les galaxies d’arrière-plan vues comme des arcs de lumières. Crédit : NASA, ESA, B. Siana, et A. Alavi


The Evolution Of The Faint End Of The UV Luminosity Function During The Peak Epoch Of Star Formation (1 < z < 3)
Anahita Alavi (UC Riverside), Brian Siana (UC Riverside), Johan Richard (CRAL), Marc Rafelski (STScI), Mathilde Jauzac (Durham University), Marceau Limousin (Aix Marseille University), William R. Freeman (UC Riverside), Claudia Scarlata (Minnesota university), Brant Robertson (UC Santa Cruz), Daniel P. Stark (University of Arizona), Harry I. Teplitz (IPAC) & Vandana Desai (IPAC)
The Astrophysical Journal, Volume 832, Issue 1, article id. 56, 22 pp. (2016).

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