Un anneau presque parfait de galaxies, large de 1,3 milliard d’années-lumière, défie le modèle standard de la cosmologie. Le Grand Anneau, découvert par l’astronome Alexia Lopez, dépasse largement la taille maximale que la théorie actuelle autorise — et il n’est pas seul : une autre structure géante voisine, l’Arc Géant, complique encore le mystère.

Ce que vous allez apprendre

• Pourquoi le Grand Anneau ne correspond à aucun mécanisme de formation galactique connu
• En quoi cette structure remet en question le principe cosmologique fondamental de l’uniformité de l’univers
• Quelles théories alternatives — des cordes cosmiques à la cosmologie cyclique de Penrose — pourraient l’expliquer

Une structure presque trois fois plus grande que la limite théorique

En 2024, l’astronome Alexia Lopez de l’Université de Central Lancashire a annoncé la découverte d’un anneau de galaxies géant et presque parfait, d’environ 1,3 milliard d’années-lumière de diamètre. La lumière qui a permis sa détection a voyagé pendant 6,9 milliards d’années avant de nous parvenir.

Les cosmologistes estiment que la limite théorique pour la taille des structures cosmiques est d’environ 1,2 milliard d’années-lumière — au-delà, la matière devrait être uniformément répartie selon le principe cosmologique. Le Grand Anneau dépasse cette limite. Et il n’est pas un cas isolé : il se situe dans la même région du ciel et à la même distance que l’Arc Géant, une autre structure géante découverte par la même équipe en 2021, presque trois fois plus grande encore.

Pas une oscillation acoustique baryonique

La première hypothèse naturelle serait de rattacher cette structure aux oscillations acoustiques baryoniques (BAO) — de vastes coquilles sphériques de galaxies, vestiges figés d’ondes acoustiques propagées dans l’univers primordial avant que l’espace ne devienne trop diffus pour les transmettre. Mais les BAO ont une taille fixe d’environ un milliard d’années-lumière de diamètre, et un examen approfondi révèle que le Grand Anneau ressemble davantage à une spirale alignée pour former visuellement un anneau — une morphologie incompatible avec un BAO classique.

Crédit : Université de Central Lancashire

Le Grand Anneau (bleu) et l’Arc Géant (rouge).

Un défi pour le principe cosmologique

Ce qui rend cette découverte si déstabilisante, c’est son implication pour le principe cosmologique lui-même — l’idée fondamentale selon laquelle, à grande échelle, l’univers devrait paraître globalement uniforme dans toutes les directions, sans irrégularité majeure au-delà d’une certaine taille. Le Grand Anneau et l’Arc Géant violent directement cette attente théorique.

Des explications candidates, aucune certitude

Plusieurs hypothèses théoriques tentent d’expliquer ces structures géantes. La cosmologie cyclique conforme de Roger Penrose, dans laquelle l’univers traverse des cycles successifs d’expansion depuis le Big Bang, prédit l’existence de structures annulaires — bien que ce modèle présente lui-même des problèmes théoriques importants non résolus.

Une autre piste évoque les cordes cosmiques — des défauts topologiques dans le tissu de l’espace-temps, semblables à des rides figées de la largeur d’un proton, apparues lors de l’expansion de l’univers primordial. Les preuves physiques directes de leur existence restent rares, mais le cadre théorique qui les soutient est relativement solide.

Crédit : Université de Central Lancashire

Carte des galaxies, montrant le Grand Anneau, approximativement centré sur 0 sur l’axe des abscisses.

Une coïncidence improbable

Lopez souligne ce qui rend cette découverte si fascinante : selon les théories cosmologiques actuelles, on s’attendrait à trouver au maximum une seule structure aussi extrême dans tout l’univers observable. Or, le Grand Anneau et l’Arc Géant sont non seulement gigantesques, mais voisins à l’échelle cosmologique — une proximité qui semble difficile à attribuer au simple hasard. La meilleure piste pour avancer serait de découvrir d’autres structures similaires ailleurs dans l’univers, confirmant qu’il ne s’agit pas d’une anomalie statistique isolée.

L’étude est publiée dans le Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.