Publié le 2024-02-29 14:35:00. Une équipe internationale d’astronomes a découvert un protoamas de galaxies se formant exceptionnellement tôt dans l’histoire de l’univers, seulement un milliard d’années après le Big Bang, remettant en question les modèles cosmologiques actuels sur la formation des structures à grande échelle.
- La découverte, nommée JADES-ID1, a été réalisée grâce à une collaboration entre le télescope spatial James Webb et le Chandra X-ray Observatory.
- JADES-ID1 possède une masse estimée à 20 000 milliards de fois celle du Soleil et représente un stade précoce de la formation d’un amas de galaxies géant.
- Cette observation suggère que l’univers a évolué plus rapidement qu’on ne le pensait, avec la formation de structures massives à un rythme accéléré.
Les amas de galaxies, les plus grandes structures connues de l’univers, sont constitués de centaines, voire de milliers de galaxies liées par la gravité. Ils contiennent également de vastes quantités de gaz chaud, émettant des rayons X, et de matière noire. Les scientifiques les étudient pour mieux comprendre l’expansion de l’univers et le rôle de l’énergie noire et de la matière noire dans son évolution.
La découverte de JADES-ID1, publiée dans la revue scientifique Nature, est particulièrement surprenante en raison de son âge. Les modèles cosmologiques traditionnels prédisaient qu’il faudrait deux à trois milliards d’années après le Big Bang pour qu’une structure de cette taille puisse se former.
« JADES-ID1 est probablement le protocole le plus éloigné jamais confirmé. »
Akos Bogdan, Centre d’Astrophysique | Harvard & Smithsonian
Selon Akos Bogdan, cette découverte indique que l’univers a connu une expansion plus rapide qu’estimée précédemment. Qiong Li, chercheuse à l’Université de Manchester, souligne que l’observation de JADES-ID1 s’inscrit dans une tendance récente :
« Auparavant, les astronomes estimaient que des protoamas de cette taille ne seraient découverts que deux à trois milliards d’années après le Big Bang. »
Qiong Li, Université de Manchester
Qiong Li explique que, suite à la découverte de galaxies et de trous noirs géants dans l’univers primitif, il est désormais clair que les amas de galaxies peuvent également croître rapidement.
JADES-ID1 a été identifié dans une zone du ciel étudiée par le programme d’observation JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES), qui croise le Chandra Deep Field South, une région où les observations aux rayons X les plus profondes ont été réalisées. Le Chandra X-ray Observatory a détecté des nuages géants de gaz chaud enveloppant les galaxies de la région, tandis que le Télescope spatial James Webb a identifié au moins 66 galaxies candidates liées gravitationnellement. La combinaison de ces données confirme que JADES-ID1 est bien un protoamas.
Lors de la formation d’un amas de galaxies, le gaz est attiré vers le centre de gravité et chauffé par des ondes de choc à des températures atteignant des millions de degrés Celsius. Ce gaz chaud émet des rayons X, ce qui permet de détecter les jeunes amas de galaxies. Christopher Conselice, de l’Université de Manchester, insiste sur l’importance de la collaboration entre les deux télescopes :
« Des découvertes comme celle-ci ne peuvent se produire que lorsque deux télescopes puissants observent la même zone du ciel jusqu’aux limites de leurs capacités. »
Christopher Conselice, Université de Manchester
La prochaine étape pour les scientifiques sera de développer une explication complète du mécanisme qui permet à ces protoamas de se former si rapidement. La découverte de JADES-ID1 a des implications majeures pour notre compréhension de la cosmologie et de l’évolution de l’univers, et pourrait conduire à une révision des théories actuelles sur la formation des structures massives dans le cosmos. Dans le prochain milliard d’années, JADES-ID1 devrait évoluer vers un amas de galaxies massif, comparable à ceux que nous observons aujourd’hui dans l’univers proche.