Ces galaxies qui s’éteignent brutalement viennent de livrer leur secret

Certaines galaxies cessent brutalement de former des étoiles, sans raison apparente. Les astronomes peinent depuis des décennies à expliquer ce phénomène rare. Une nouvelle étude vient de lever le voile sur ce mystère cosmique.

La formation des étoiles est l’un des processus les plus fondamentaux de l’univers. Pour qu’une étoile naisse, des nuages de gaz froid doivent s’effondrer sur eux-mêmes. Des trous noirs supermassifs avaient récemment été identifiés comme capables d’étouffer cette formation dans plusieurs galaxies à la fois. Mais d’autres mécanismes, plus discrets, peuvent conduire au même résultat.

Certaines galaxies connaissent pourtant une extinction brutale et inexpliquée après une période intense de création stellaire. Le mystère de ces galaxies qui disparaissent et s’éteignent sans raison avait déjà intrigué les scientifiques. Ces objets, appelés galaxies post-sursaut, représentent moins de 1 % de toutes les galaxies connues. Leur rareté les rend particulièrement difficiles à étudier à grande échelle.

Faute de gaz moléculaire, certaines galaxies condamnées ne formeront plus jamais d’étoiles

Publiée sur arXiv, l’étude EMBERS I livre les premières conclusions d’une analyse inédite. Ben F. Rasmussen, chercheur à l’Université de Victoria, a dirigé ces travaux. Son équipe a observé 61 galaxies post-sursaut pendant 188,9 heures au total. Deux radiotélescopes ont été mobilisés pour ces observations, le FAST en Chine et l’IRAM 30m en Espagne. L’objectif était de mesurer les réserves de gaz atomique et moléculaire, le carburant essentiel à la naissance des étoiles.

Les galaxies post-sursaut contiennent en moyenne bien moins d’hydrogène moléculaire que leurs équivalentes encore actives. La déplétion atteint entre 0,3 et 0,6 fois la quantité observée dans des galaxies en pleine activité stellaire. Pour détecter ce gaz, les chercheurs ont utilisé le monoxyde de carbone comme traceur, une méthode indirecte mais éprouvée. Cette déplétion massive confirme que l’extinction de la formation stellaire est directement liée à l’épuisement des réserves de gaz.

La situation n’est toutefois pas uniforme. Certaines galaxies post-sursaut conservent des fractions de gaz moléculaire allant de 2 % à 250 % de leur masse stellaire. Pour ces dernières, une renaissance de la formation d’étoiles reste envisageable. Pour d’autres, appauvries à l’extrême, l’extinction semble définitive. Plusieurs scénarios distincts coexistent selon la quantité de gaz encore présente dans chaque galaxie.