Galaxies fossiles : des horloges anciennes pour mesurer la fuite de l'Univers ✛

Original: "CORN -- Chronometers of Relic Nature I: The first estimate of the expansion rate of the Universe using compact relic galaxies"
arXiv:2608.10163v2 · 2026-08-10 · CC BY 4.0 · 1 min
Des galaxies inchangées depuis des milliards d'années ont permis de mesurer la vitesse d'expansion de l'Univers.

Il existe des galaxies qui semblent figées dans le temps. Elles se sont formées peu après la naissance de l'Univers et, depuis, elles n'ont fusionné avec aucune autre galaxie et n'ont pas créé de nouvelles étoiles. Ces « fossiles » sont des horloges idéales : leur âge peut être déterminé avec précision grâce à la lumière qu'elles émettent.

Les scientifiques ont trouvé 189 de ces galaxies. Pour chacune, ils ont mesuré l'indice spectral Dn4000, qui est comme l'aiguille d'un cadran indiquant l'âge des étoiles à l'intérieur.

Auparavant, on ne savait pas si l'on pouvait se fier à ces horloges. Il s'avère que oui : l'erreur systématique n'est que de 13 %, ce qui est l'un des meilleurs résultats parmi les méthodes similaires. Il a toutefois fallu tenir compte de la composition chimique des étoiles : si elles contiennent beaucoup d'oxygène et de magnésium, elles vieillissent un peu différemment, et les horloges pourraient retarder ou avancer.

Maintenant que la méthode est validée, on peut l'appliquer à des milliers de nouvelles galaxies que les futurs télescopes découvriront. Cela aidera à répondre à la question de savoir pourquoi différentes méthodes de mesure de la vitesse d'expansion de l'Univers donnent des résultats différents.

Les galaxies reliques sont si compactes que, pour une masse comparable à celle de la Voie lactée, leur rayon n'est que d'environ 2 kiloparsecs — environ 10 fois plus petit. Elles ont survécu plus de 10 milliards d'années sans fusionner avec d'autres galaxies ni former de nouvelles étoiles.

H(z) = -\frac{1}{1+z}\frac{dz}{dt}
Taux d'expansion de l'Univers au décalage vers le rouge z
D_n4000 = A(Z,[\alpha/Fe],M)\cdot age + B
Dépendance linéaire de l'indice spectral avec l'âge
H(z) = -\frac{1}{1+z} A \frac{dz}{dD_n4000}
Taux d'expansion à partir de la variation observée de l'indice
Scientifiques
Adam RiessBrian SchmidtEdwin HubbleGeorges LemaîtreMaarten SchmidtSaul Perlmutter
Notions
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