Voici pourquoi les premières galaxies formaient des étoiles à une vitesse folle

Le télescope spatial James Webb ne cesse de bousculer notre vision de l’univers primitif. Des simulations inédites viennent d’apporter un début de réponse à l’un des grands mystères de l’astrophysique. Les premières galaxies consumaient leur gaz à une cadence que rien ne laissait prévoir.

Le télescope spatial James Webb a profondément changé notre compréhension de l’univers primitif. En février, des chercheurs révélaient que le proto-amas JADES-ID1 s’était formé bien plus tôt que prévu. Ce dernier défie toutes les théories classiques de formation galactique. Ces découvertes pointent toutes dans la même direction. Les premières structures cosmiques ont grandi à une vitesse que nos modèles peinent à expliquer.

En début d’année encore, une autre étude montrait que les petites galaxies de l’univers primitif étaient moins nombreuses qu’attendu. Des décennies de prévisions se trouvaient contredites, comme le révélait notre article sur ce mystère des galaxies disparues. Des chercheurs ont alors décidé de remonter le temps par simulation informatique. Leur objectif était de comprendre ce qui se passait dans le premier milliard d’années après le Big Bang.

Des simulations inédites révèlent pourquoi les premières galaxies consumaient leur gaz si vite

Umberto Maio de l’Institut national italien d’astrophysique et Céline Péroux de l’Observatoire européen austral ont publié leurs travaux dans Astronomy & Astrophysics. Les deux chercheurs ont conçu les simulations ColdSIM pour reconstituer le comportement du gaz cosmique au cours du premier milliard d’années. Avant l’époque de réionisation, ce gaz était froid et dense. Ces conditions étaient idéales pour former des étoiles à grande vitesse. Mais à mesure que les premières étoiles s’allumaient, leur rayonnement a chauffé ce gaz et ralenti la formation stellaire.

Les résultats montrent aussi que les étoiles de cette époque recyclaient très peu de matière dans leur environnement. Les premières galaxies dépendaient donc d’apports continus de gaz frais venu du milieu intergalactique. Leur temps de déplétion était extrêmement court. Autrement dit, ces galaxies brûlaient leurs réserves à une allure sans équivalent dans l’univers actuel. Pour aller plus loin, les chercheurs attendent beaucoup du futur radiotélescope Square Kilometre Array. Cet instrument permettra de sonder les réserves de gaz froid des galaxies les plus lointaines. Ces observations réelles permettront enfin de confronter les simulations à la réalité du cosmos.