Les astronomes viennent de repérer un amas galactique qui n’a rien à faire là. Il apparaît trop dense, trop chaud et trop mature pour un Univers aussi jeune. Cette découverte remet en cause ce que l’on pensait savoir sur la formation des galaxies.

Depuis des années, les scientifiques modélisent la naissance des galaxies comme un processus lent et progressif. Les premiers amas devaient se former peu à peu, avec des températures modérées et des structures encore instables. C’est sur cette base que reposent les modèles cosmologiques actuels, utilisés par les télescopes pour simuler l’évolution du cosmos.

Mais une découverte vient tout bousculer. Publiée dans la revue Nature, l’étude révèle l’existence d’un amas galactique si dense, si chaud et si mature qu’il semble en décalage total avec son époque. Cet objet, nommé SPT2349-56, existait seulement 1,4 milliard d’années après le Big Bang. Il défie toutes les lois connues sur la formation des galaxies.

Cet amas de galaxies est trop chaud et trop évolué pour être si jeune

SPT2349-56 contient plus de 30 galaxies regroupées dans un volume de seulement 500 000 années-lumière. Ce n’est pas uniquement sa densité qui intrigue les chercheurs, mais surtout la température extrême de son atmosphère galactique. Le gaz qui remplit l’espace entre les galaxies est cinq fois plus chaud que ce que prévoient les modèles. À ce stade de l’Univers, un tel niveau de chaleur n’était tout simplement pas censé exister.

Ce phénomène a été détecté grâce à l’effet Sunyaev-Zeldovich, qui mesure les variations du rayonnement fossile du Big Bang lorsqu’il traverse des amas très chauds. Ce signal est habituellement réservé aux structures bien plus âgées et plus massives.

Contrairement à d’autres amas très anciens, comme ceux observés par le télescope James Webb, SPT2349-56 semble déjà stabilisé. Il ne s’agit pas d’un simple “protocluster”, mais d’un ensemble déjà bien formé. À l’intérieur, les étoiles se forment à un rythme 5 000 fois plus rapide que dans notre propre galaxie. Trois trous noirs supermassifs ont également été repérés, et pourraient jouer un rôle dans cette évolution accélérée. “Nous ne pensions pas qu’un environnement aussi actif et structuré pouvait exister aussi tôt dans l’histoire du cosmos”, résume Dazhi Zhou, auteur principal de l’étude. Pour l’instant, aucun modèle ne permet d’expliquer comment une telle structure a pu se former si vite, avec une telle intensité.