Des astronomes ont observé la naissance de l’un des objets connus les plus massifs de notre Univers : une énorme galaxie connue sous le nom de Spiderweb (toile d’araignée). Les astronomes qui l’ont découverte ont également démontré que celle-ci se formait d’une manière totalement différente de ce que nous pensions.
Jusqu’à présent, nous avons pu observer nombre de galaxies atteignant des tailles phénoménales, engloutissant littéralement d’autres galaxies sur leur chemin. Mais l’étude suggère qu’il y a plus de 10 milliards d’années, la galaxie Spiderweb s’est agrandie en happant un mélange de gaz moléculaire froid. « C’est différent de ce que nous voyons dans l’Univers proche, où les amas de galaxies grandissent en se nourrissant de galaxies plus petites », déclare le chercheur principal Bjorn Emonts, du Centre d’Astrobiologie en Espagne. « Dans cet amas, une galaxie géante grandit en se nourrissant d’une soupe froide de gaz l’environnant », ajoute-t-il.
Les observations actuelles nous ont permis de constater que les galaxies massives et les amas de galaxies se forment grâce à l’attraction gravitationnelle et donc à partir de galaxies qui se nourrissent littéralement d’autres, plus petites. Mais avec ce modèle, il reste un mystère concernant les premiers jours de l’Univers. « Il y avait des galaxies extrêmement massives au début de l’Univers, mais leur présence est étonnante car nous ne comprenons pas encore comment elles ont pu devenir si massives, et de plus si rapidement », explique Nina Hatch à ce sujet, une astronome de l’Université de Nottingham au Royaume-Uni.
Alors comment est-ce qu’elles auraient pu avoir assez de carburant pour former des étoiles si rapidement ? Pour comprendre ce qui se passait à l’époque, l’équipe a observé la distante galaxie Spiderweb, qui n’est pas réellement une galaxie, mais plutôt un amas de protogalaxies (une protogalaxie est un nuage de gaz formé à l’intérieur d’une galaxie), situé à 10,6 millions d’années-lumière de la Terre.
C’est en se basant sur les connaissances actuelles concernant les formations des galaxies et les amas de galaxies, que l’équipe pensait simplement voir des étoiles et des petites galaxies se former à partir du gaz hydrogène (le processus standard), et qu’ensuite ils pourraient observer comment ces galaxies s’attireraient les unes vers les autres grâce à la gravité, pour finalement former de plus grandes galaxies ainsi que des amas galactiques.
Mais au lieu de cela, ce que les chercheurs ont découvert suggère que la galaxie massive Spiderweb s’est formée en condensant du gaz. Comme l’hydrogène gazeux est compliqué à observer, l’équipe a pu détecter la présence de monoxyde de carbone dans la galaxie lointaine (qui indique la présence d’hydrogène). Grâce à ces observations, les chercheurs ont pu calculer que le nuage d’hydrogène, au lieu de s’épuiser, était devenu énorme : ce dernier possède une masse d’environ 100 mille millions de fois la masse du Soleil, pour un diamètre d’environ trois fois la taille de la Voie lactée.
L’équipe a également constaté que le gaz était extrêmement froid, environ -200 degrés Celsius. « C’est surprenant », s’est exclamé Matthew Lehnert, l’un des chercheurs de l’étude, de l’Institut d’Astrophysique de Paris. « Nous nous attendions à constater de nombreuses galaxies s’effondrant sur elles-mêmes, ce qui aurait chauffé le gaz, et c’est pour cette raison que nous pensions que le monoxyde de carbone serait bien plus difficile à détecter », ajoute-t-il.
Contrairement à leurs attentes, le monoxyde de carbone était même abondant, et il n’a pas été trouvé dans les galaxies plus petites. Cela signifie donc qu’il a été étalé entre les galaxies, et happé par le super amas. Comprendre comment se forment les super amas de galaxies est important car ils contiennent des centaines de galaxies les plus massives que nous connaissons dans l’Univers. « Spiderweb est un laboratoire surprenant, qui nous permet d’étudier la naissance de super amas de galaxies depuis l’intérieur même de ces structures, qui sont de véritables « villes cosmiques ». Nous commencons à comprendre comment ces géants ont vu le jour, se formant grâce aux océans de gaz les entourant », explique George Miley, un membre de l’équipe, de l’Université de Leiden aux Pays-Bas.
À présent, les chercheurs doivent parvenir à comprendre d’où provient ce monoxyde de carbone. « C’est un sous-produit des intérieurs stellaires, mais nous ne savons pas d’où il provient exactement, ni comment il s’est accumulé au centre de cet amas de galaxies », a déclaré Emonts. « Pour le découvrir, nous allons devoir remonter encore plus loin dans l’histoire de l’Univers ».
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