Dans la Voie lactée, il s'allume environ une étoile nouvelle chaque année ! Alors, imaginez la surprise des astronomes lorsqu'ils ont découvert, il y a quelques temps déjà - ils en ont parlé dans un article publié par la revue Nature -, un amas de galaxies qui donnait naissance tous les ans à des milliers d'étoiles. Un amas de galaxies évoluant, qui plus est, à quelque 12 milliards d'années-lumière de la Terre. Soit dans un Univers qui n'avait pas plus de 1,4 milliard d'années.

En 2018, les chercheurs ont baptisé cet amas SPT2349-56. Ils estimaient alors qu'il se composait de 14 jeunes galaxies regroupées dans une région à peine trois fois plus grande que notre Voie lactée. Comme une concentration extrêmement dense de galaxies chaudes se dirigeant les unes vers les autres dans un élan dit de « méga-fusion » susceptible de donner naissance, en bout de processus, à une immense galaxie.

Au cœur de l’amas, un gaz trop chaud pour être vrai

Aujourd'hui, une équipe de l'université de Colombie-Britannique (Canada) annonce avoir fait, au sujet de cet amas de galaxies, une nouvelle découverte inattendue. Tellement inattendue que les astronomes n'en ont, pendant plusieurs mois, pas cru leurs yeux. Ils semblent pourtant bel et bien avoir découvert, au cœur de SPT2349-56, un gaz brûlant et omniprésent qui pourrait bouleverser les modèles actuels de formation de tels amas.

Avant de poursuivre, précisons que les chercheurs estiment désormais que le noyau de SPT2349-56 s'étend sur environ 500 000 années-lumière de diamètre. C'est environ 5 fois plus que celui de la Voie lactée. Et de l'ordre de la taille du halo qui entoure notre Galaxie. L'amas contient par ailleurs plus de 30 galaxies actives et il forme des étoiles plus de 5 000 fois plus vite que la Voie lactée.

Redessiner le portrait de l’Univers primordial

Dans la revue Nature, à nouveau, les astronomes de l'université de Colombie-Britannique expliquent comment ils se sont intéressés au gaz présent entre les galaxies de ce drôle d'amas. En se concentrant sur un outil cosmologique en particulier. L'effet Sunyaev-Zeldovich grâce auquel les chercheurs peuvent calculer l'énergie thermique d'un milieu. Ils en ont conclu que le gaz qui inonde l'amas SPT2349-56 est au moins cinq fois plus chaud que prévu.

Pour comprendre l'étonnement des astronomes, il faut savoir que les modèles cosmologiques actuels suggèrent que les immenses réservoirs de gaz dans lesquels baignent les galaxies d'un amas sont chauffés par des effets d'interactions gravitationnelles lorsqu'un amas immature et instable mûrit et s'effondre sur lui-même pour atteindre un état stable. Ainsi les températures de l'ordre de celles mesurées par l'équipe de l'université de Colombie-Britannique ne devraient-elles se rencontrer que dans des amas plus matures, à un stade plus avancé de l'évolution de l'Univers. Et certainement pas, seulement 1,4 milliard d'années après le Big Bang.

Les chercheurs précisent que le gaz qu'ils ont étudié s'avère « même plus chaud et plus énergétique que celui que l'on trouve dans de nombreux amas actuels ». « Cela nous indique que, dans l'Univers primordial, probablement trois trous noirs supermassifs récemment découverts au sein de l'amas, injectaient déjà d'énormes quantités d'énergie dans l'environnement et façonnaient le jeune SPT2349-56, bien plus tôt et avec une intensité bien supérieure à ce que nous pensions », rapportent les astronomes. De quoi envisager, pour les amas de galaxies et les plus grandes des galaxies de l'Univers, une naissance plus explosive que ce à quoi les chercheurs avaient pensé. Ou en tout cas, suggérer qu'il leur faudra revoir la séquence et le rythme d'évolution des amas de galaxies.