Des astronomes ont mis la main sur la masse manquante des galaxies les plus anciennes

Aux frontières du cosmos, certaines galaxies dissimulent toujours une part essentielle de leur contenu. L’examen inédit de leur spectre vient de mettre au jour une population restée invisible jusqu’à présent. Les estimations de masse doivent désormais être corrigées.

Voilà maintenant quatre ans que James Webb observe les zones les plus reculées de l’univers. Ses détecteurs infrarouges recueillent le rayonnement émis par des galaxies nées seulement quelques centaines de millions d’années après le Big Bang. Chaque nouvelle série de mesures apporte son lot d’interrogations. Récemment, des chercheurs ont identifié un souffle provenant d’un trou noir capable de stopper la formation stellaire dans une galaxie proche, tandis que d’autres travaux pointent une difficulté plus fondamentale. Plusieurs structures paraissent en effet anormalement lourdes au regard de leur jeunesse.

Cette énigme mobilise les théoriciens depuis l’arrivée des premières images de James Webb. Beaucoup ont remanié leurs modèles après l’identification de trous noirs supermassifs déjà en activité peu de temps après le Big Bang. À l’observatoire de Leyde, des scientifiques ont préféré explorer une autre piste. Plutôt que d’imaginer une croissance accélérée des galaxies, ils ont repris depuis le départ la méthode longtemps employée afin d’en estimer le poids.

Les galaxies anciennes contiennent beaucoup plus de petites étoiles qu’attendu

Impossible de peser directement une galaxie située à pareille distance. Sa masse est donc évaluée grâce au rayonnement reçu par les astronomes. Cette méthode repose sur un postulat précis, celui d’une distribution des masses stellaires comparable à celle de la Voie lactée. D’après des travaux parus dans Nature Astronomy, ce principe serait erroné. Les chercheurs ont examiné neuf galaxies massives où la production de nouvelles étoiles s’est interrompue, en associant les spectres de James Webb aux observations du Very Large Telescope. Ces mesures comptent parmi les relevés les plus profonds réalisés sur des objets aussi distants. Elles indiquent une forte surabondance d’astres légers, impossibles à distinguer séparément mais suffisamment nombreux pour peser sensiblement sur l’ensemble.

Sur les neuf objets étudiés, celui dont les étoiles sont apparues en premier affiche l’écart le plus marqué. Il serait l’héritier de galaxies déjà massives détectées aux limites du cosmos grâce à James Webb. Leur masse pourrait ainsi être sous-évaluée d’environ un facteur quatre. Mariska Kriek, responsable de l’étude, rappelle qu’un grand nombre de planètes orbitent autour d’étoiles faiblement lumineuses. Des mondes auraient par conséquent pu naître en quantité supérieure très tôt dans l’histoire cosmique. L’équipe souhaite désormais prolonger ses recherches jusqu’aux premières galaxies de l’univers.