Le télescope spatial James Webb (JWST) et l’observatoire à rayons X Chandra de la NASA ont détecté l’amas de galaxies le plus éloigné et le plus ancien jamais observé, repoussant ainsi la chronologie de la rapidité avec laquelle les grandes structures cosmiques se sont assemblées dans l’univers primitif. Baptisé JADES-ID1, ce « protocole » se formait activement seulement 1 milliard d’années après le Big Bang, ce qui signifie que sa lumière a mis 12,7 milliards d’années pour atteindre la Terre. Cette découverte remet en question les modèles cosmologiques existants et soulève des questions sur la croissance rapide des amas de galaxies dans l’univers naissant.
La vitesse inattendue de l’assemblage cosmique
Des observations antérieures suggéraient que des structures aussi massives n’auraient pas pu se former si tôt. Le record précédent d’un protocluster datait d’environ 3 milliards d’années après le Big Bang ; JADES-ID1 semble avoir commencé à fusionner deux milliards d’années plus tôt. Cela implique que l’Univers pourrait avoir accéléré la formation d’amas de galaxies à un rythme plus rapide qu’on ne le pensait auparavant.
Pourquoi est-ce important ? Les amas de galaxies sont les plus grands objets gravitationnellement liés dans le cosmos, contenant des milliers de galaxies, des gaz chauds et la mystérieuse matière noire qui domine leur structure. Comprendre quand et comment ils se forment est crucial pour affiner nos modèles de répartition de la matière noire et du taux d’expansion de l’univers.
Comment la découverte a été faite
La détection de JADES-ID1 repose sur une approche combinée : JWST a identifié des groupements denses de galaxies liées par la gravité, tandis que les observations aux rayons X de Chandra ont révélé un nuage massif de gaz surchauffé tombant dans l’amas naissant. Lorsque le gaz s’effondre sous l’effet de la gravité, il s’échauffe intensément, émettant des rayons X détectables. Cette double signature confirme le stade précoce de formation du cluster.
“C’est comme regarder une chaîne de montage fabriquer une voiture, plutôt que d’essayer simplement de comprendre comment fonctionne une voiture en regardant le produit fini”, explique Gerrit Schellenberger du Centre d’Astrophysique | Harvard et Smithsonian (CfA). Cette observation donne un aperçu direct des éléments constitutifs de l’univers, plutôt que de déduire leur formation à partir de structures matures.
Implications pour la cosmologie
Le développement rapide de JADES-ID1 suggère que l’univers primitif était « très pressé de grandir », selon Akos Bogdan, le chef de l’équipe. Cette découverte s’ajoute à un nombre croissant de preuves indiquant que de grandes galaxies et des trous noirs supermassifs sont également apparus étonnamment tôt dans l’histoire cosmique. Les modèles actuels pourraient sous-estimer l’efficacité de la formation des structures au cours du premier milliard d’années après le Big Bang.
« Nous pensions trouver un protocole comme celui-ci deux ou trois milliards d’années après le Big Bang – pas seulement un milliard », explique Qiong Li, chercheur à l’université de Manchester.
Au cours des prochains milliards d’années, JADES-ID1 évoluera vers un amas de galaxies entièrement formé, ressemblant à ceux observés aujourd’hui. Son existence précoce oblige cependant les scientifiques à reconsidérer la vitesse et les mécanismes de l’assemblage cosmique dans l’univers antique.
Cette découverte marque une avancée significative dans notre compréhension des premiers stades de l’univers, soulignant la nécessité de poursuivre les observations à haute résolution pour affiner nos modèles cosmologiques.
