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Un étrange arc de galaxies repéré dans l’Univers lointain

Crédits : A. Lopez/UCLan

Une équipe d’astronomes annonce avoir isolé une rangée de galaxies gigantesque s’étendant sur plus de 3,3 milliards d’années-lumière. Si la découverte se confirme, il s’agirait de l’une des plus grandes structures jamais identifiées dans l’Univers.

Le principe cosmologique d’homogénéité et d’isotropie nous dit que l’Univers est homogène dans l’espace. Autrement dit, son apparence générale ne dépend pas de la position de l’observateur. Chaque section de l’Univers doit donc être plus ou moins similaire. Ceci étant, dans ce modèle, des structures s’étendant sur plus d’1,2 milliard d’années-lumière sont considérées comme des “incohérences”. Autrement dit, elle ne devrait pas exister. Pourtant, force est de constater qu’elles sont bien présentes.

Des structures qui dépassent l’entendement

Au cours de ces dernières années, les astronomes en ont en effet isolé plusieurs. Citons en exemple la Grande Muraille de Sloan, un mur de galaxies géant s’étendant sur plus d’1,5 milliard d’années-lumière de diamètre. Ou encore le “mur du pôle Sud”, une structure similaire s’étendant sur plus d’1,37 milliard d’années-lumière.

Mais c’est la Grande Muraille Hercule-Corona Borealis qui bat tous les records. Ce filament galactique situé dans les constellations d’Hercule et de la Couronne boréale s’étend en effet sur plus de dix milliards d’années-lumière. C’est à ce jour la plus grande et la plus massive structure connue de l’Univers observable.

Dans le cadre de récents travaux, une équipe de l’Université de Central Lancashire, au Royaume-Uni, aurait identifié une autre de ces structures composée de galaxies groupées en forme d’arc. Située à 9,2 milliards d’années-lumière, cette “queue leu leu galactique” s’étendrait sur plus de 3,3 milliards d’années-lumière de diamètre. Et ça commence à faire beaucoup.

«Le nombre croissant de structures à grande échelle dépassant la limite de taille de ce qui est considéré comme théoriquement viable devient de plus en plus difficile à ignorer», estime en effet l’astronome Alexia Lopez, principale auteure de l’étude présentée à la 238e réunion de l’American Astronomical Society.

Une légère incertitude

Pour ces travaux, les chercheurs se sont appuyés sur les données de la Sloan Digital Sky Survey pour analyser la lumière de plus de 40 000 quasars. Il s’agit de galaxies très brillantes illuminées par l’activité de leur trou noir supermassif central.

Lorsque la lumière de ces galaxies traverse le gaz dans l’espace intergalactique, certaines longueurs d’onde sont absorbées. Ces raies d’absorption spectrale peuvent ensuite être utilisées pour cartographier la répartition de la matière dans l’Univers. Ici, la signature de cet “arc galactique” se trouvait dans les atomes de magnésium ayant perdu un électron. La lumière de l’un des quasars étudiés, absorbée par ces atomes, semblait en effet tracer une courbe quasi symétrique de dizaines de galaxies couvrant environ un quinzième du rayon de l’Univers observable.

La structure en elle-même est évidemment invisible à l’oeil nu, mais si vous pouviez la voir, elle couvrirait environ vingt fois la largeur de la pleine Lune, souligne Sciencenews.

arc galaxies
Les astronomes ont utilisé la lumière des quasars éloignés (points bleus) pour cartographier où cette lumière était absorbée par les atomes de magnésium dans le halos (taches sombres) entourant les galaxies de premier plan. L’arc de galaxie se situe au centre de l’image. Crédits : Alexia Lopez

Notez enfin que ces travaux ont un niveau de confiance de 99,9997%, ou 4,5 sigma. Il existe donc encore un petit degrés d’incertitude avant de pouvoir attendre l’étalon-or 5 sigma permettant de valider complètement la découverte. Des analyses de suivi sont d’ores et déjà prévues.