Astronomie : trois galaxies monstres découvertes dans l’Univers primitif

Une équipe internationale vient de découvrir trois galaxies monstres dans l'Univers primordial. Mathilde Fontez, rédactrice en chef du magazine Epsiloon, évoque avec cette découverte, la petite enfance de l’Univers. Cela indique que la formation des étoiles dans l’Univers primitif était bien plus efficace que prévu.

franceinfo : On remonte le temps jusqu’au début de l’Univers, avec le télescope spatial James Webb qui a découvert trois galaxies très lumineuses, très riches en étoiles, un milliard d’années seulement après le Big Bang ? 

Mathilde Fontez : Oui, un milliard d’années, ça paraît long, mais à l’échelle astronomique, c’est très court. Et c’est ce qui étonne avec ces trois galaxies. Trois amas d’étoiles – ils ont été appelés S1, S2 et S3 tout simplement – qui ont été détectés par une équipe internationale qui implique l’université de Genève, et le CEA en France. 

Elles se distinguent, au milieu des dizaines de galaxies plus petites, plus normales, recensées par les astronomes. S1, S2 et S3 abritent énormément d’étoiles. Elles sont presque aussi fournies que notre galaxie, la Voie Lactée. Elles sont trop massives, trop matures. 

On s’attendait plutôt à trouver des petites galaxies ?

Oui, à cette époque de l’Univers, les astronomes prévoyaient l’existence de galaxies plutôt jeunes, petites, encore embryonnaires. Simplement parce que pour faire une galaxie, normalement, il faut du temps. Le temps qu’un nuage de gaz se densifie, devienne plus compact, s’effondre pour former de premières étoiles, puis d’autres.

Tout cela, on imaginait que cela devait prendre, des milliards d’années – en particulier en observant le rythme de croissance des galaxies actuelles. Ces galaxies semblent avoir subi une poussée de croissance brutale : elles ont formé des étoiles, avec une efficacité deux à trois fois plus élevée que ce qu’on attendait, et ce qu’on observe dans les galaxies aujourd’hui. 

C’est une anomalie, un cas particulier ? 

C’est toute la question. Peut-être que S1, S2 et S3 ont bénéficié d’un environnement particulier, d’une zone de l’Univers très dense en matière, qui a boosté la formation d’étoiles. Mais ces trois galaxies ne sont pas les seules.

Depuis la mise en service du télescope James Webb en juillet 2022, les programmes se succèdent pour observer cet Univers primordial. C’est l’objectif principal du télescope : observer cette période reculée, les premiers âges du cosmos, comment les structures, les galaxies, les étoiles, les amas de galaxies se sont formés. 

Et les anomalies s’accumulent : des galaxies spirales beaucoup plus tôt, très concentrées en étoiles, hypermassives ; des trous noirs trop gros : comment ont-ils pu se former si vite ? Trop de poussières. Ces trois galaxies S1, S2, S3 enfoncent le clou, parce qu’elles ont été mesurées avec une grande précision, par spectroscopie. Il va peut-être falloir revoir les modèles de formation : l’histoire de l’enfance de l’univers.