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Découverte du plus grand amas de galaxies connu dans l’univers primitif

L'amas de galaxies Abel 2163. Crédits : ESA / Hubble et NASA

Des chercheurs s’appuyant sur le Gran Telescopio Canarias annoncent avoir isolé l’amas de galaxies en formation le plus densément peuplé de l’univers primitif. Leurs travaux sont publiés dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Les amas de galaxies sont des associations de plusieurs galaxies liées entre elles par la gravitation. Ces gigantesques structures peuvent compter plusieurs milliers d’entités chacune. L’amas de la Vierge, qui s’intègre au centre du superamas qui porte le même nom et dont fait partie la Voie lactée, compte par exemple plus de 2 000 galaxies visibles.

Pour comprendre l’évolution de ces “cités galactiques”, les scientifiques recherchent des structures en formation dans l’univers primitif. L’un de ces amas vient d’être repéré à plus de 12,5 milliards d’années-lumière de la Terre.

Le plus massif de l’univers primitif

En 2012, une équipe d’astronomes avait déterminé avec précision la distance de la galaxie HDF850.1. Il s’agit de l’un des objets avec le taux de formation d’étoiles le plus élevé de l’univers observable. À leur grande surprise, les chercheurs avaient alors découvert que cette galaxie s’intégrait dans un groupe d’une douzaine de protogalaxies formées pendant le premier milliard d’années d’histoire cosmique.

Dans le cadre d’une étude récente, des chercheurs de l’Institut d’Astrophysique des Canaries se sont appuyés sur l’instrument OSIRIS, installé sur le Gran Telescopio Canarias, pour analyser les propriétés physiques de ce système. D’après ces travaux, il s’agirait bel et bien de l’amas le plus massif jamais détecté dans l’univers primitif.

Sur le plan structurel, les astronomes ont également fait une découverte. “Étonnamment, nous avons découvert que tous les membres de l’amas étudiés jusqu’à présent, environ deux douzaines, sont des galaxies à formation stellaire normale et que la galaxie centrale semble dominer la production d’étoiles dans cette structure“, explique en effet Rosa Calvi, anciennement chercheuse postdoctorale à l’IAC et auteur principal de l’article.

amas galaxies
L’amas de galaxies étudié à 12,5 milliards d’années-lumière. Les cercles indiquent les nouveaux membres découverts. Quatre d’entre eux sont représentés en détail. Crédits : NASA / ESA / Daniel López / IAC

Les astronomes prédisent que cette structure, une véritable “ville en construction”, changera progressivement jusqu’à devenir un amas de galaxies semblable à celui de la Vierge.

Notez que si cet amas nous apparaît très massif, ce n’est en revanche pas le plus ancien jamais isolé. En 2019, une équipe d’astronomes avait en effet détecté un amas formé il y a 13 milliards d’années, lorsque l’Univers n’avait que 6 % de son âge actuel. Cette incroyable découverte avait été permise grâce à trois des plus puissants télescopes du monde : Subaru, Keck et Gemini.