Les astronomes utilisant le James Webb Telescope ont isolé un groupe d’anciennes galaxies reliées entre-elles comme des perles sur un fil. Ensemble, elles représentent le plus ancien brin de la « toile cosmique » jamais détecté. La découverte vient de faire l’objet de deux articles publiés dans The Astrophysical Journal Letters.
Toile cosmique
Selon la théorie de la formation des structures de l’univers, la matière de l’univers primitif était initialement répartie de manière homogène. Par la suite, sous l’influence de la gravité, la matière a commencé à s’agglomérer en structures plus denses. La structure à grande échelle de l’univers observable ressemble désormais à une énorme toile cosmique se caractérisant par une distribution en réseau des galaxies et d’amas de galaxies reliés par de vastes filaments de matière. Ce qu’on appelle les vides cosmiques, qui ne le sont pas véritablement, se trouvent entre ces filaments et nœuds de matière.
La toile cosmique est le résultat de l’interaction dynamique entre la matière noire et l’énergie sombre qui constituent la majeure partie de l’univers. La première exerce une attraction gravitationnelle, attirant la matière ordinaire vers les régions les plus denses, tandis que la seconde contribue à l’accélération de l’expansion de l’univers, influençant la formation et l’évolution des structures à grande échelle.
Naturellement, cette fameuse toile cosmique joue un rôle crucial dans la compréhension de l’évolution de l’univers. Son analyse pourrait ainsi permettre de répondre à certaines des questions clés de la cosmologie, telles que la nature de ces deux mystérieuses entités mentionnées ci-dessus. Ces travaux pourraient aussi permettre de mieux appréhender l’origine des fluctuations primordiales qui ont conduit à la formation des structures cosmiques, d’où l’intérêt de cette nouvelle étude.
Un brin de matière très ancien
En utilisant les données du James Webb Telescope, qui entame le Cycle 2 de ses observations, des astronomes de l’Université d’Arizona ont isolé l’un de ces filaments de matière s’étendant sur plus de trois millions d’années-lumière et composé d’une dizaine de galaxies anciennes. Formé à peine 830 millions d’années après le Big Bang, il pourrait représenter le plus ancien fil connu de la toile cosmique.
« J’ai été surpris par la longueur et l’étroitesse de ce filament« , a déclaré Xiaohui Fan, principal auteur de ces travaux. « Je m’attendais à trouver quelque chose, mais je ne m’attendais pas à une structure aussi longue et aussi mince.«
Le filament nouvellement découvert serait ancré par un quasar. Il s’agit d’un objet céleste extrêmement brillant intégrant un trou noir supermassif en son centre. La brillance de cet objet est la raison pour laquelle les astronomes ont découvert ce brin de galaxies en premier lieu. En effet, la découverte a été faite dans le cadre du projet ASPIRE (A Spectroscopic Survey of Biased Halos in the Reionization Era) qui vise à étudier comment les premiers trous noirs ont influencé l’évolution galactique. Le quasar détecté ici était l’un des vingt-cinq objets de ce genre de l’univers primitif sur lesquels le projet s’est concentré.
Les chercheurs émettent l’hypothèse que les trous noirs ont aidé à former la toile cosmique en agissant comme des puits de gravité, permettant ainsi de rassembler la matière. Inversement, ils auraient également permis la dispersion de cette matière au gré des « vents cosmiques » présents autour des quasars les plus actifs.
