(Paris) Des astronomes ont observé des amas d’étoiles dans l’Univers si denses que leur masse et leur lumière ont joué un rôle clé dans l’évolution de leur galaxie au moment de l’aube cosmique, selon une étude publiée lundi dans la revue Nature.
Pierre CÉLERIER
Agence France-Presse
“C’est impressionnant, nous ne voyons rien de tel dans l’Univers local contemporain”, explique à l’AFP Angela Adamo, professeur au département d’astronomie de l’Université de Stockholm.
L’étude qu’elle a signée avec une équipe internationale a identifié cinq protoamas globulaires aux caractéristiques remarquables, dans une galaxie naine des premiers âges de l’Univers, 460 millions d’années après le Big Bang.
Découvert en 2018 sur des images du télescope spatial Hubble, Cosmic Gems Arc est alors le plus lointain jamais observé, à plus de 13,2 milliards d’années-lumière. En pleine ère dite de réionisation, lorsque l’intense activité des premières étoiles et galaxies va illuminer l’Univers.
Cette aube cosmique est l’un des terrains de jeux du nouveau télescope spatial James Webb, doté d’un œil encore plus aiguisé que celui de Hubble. Là où ce dernier distinguait un faible arc de lumière rouge, le James Webb révèle « une très jeune galaxie, avec de très jeunes amas d’étoiles à l’intérieur », selon M.moi Adamo.
“C’est vraiment la première fois qu’on peut observer ce type d’objet à cette distance”, et donc à une époque aussi lointaine, explique à l’AFP Adélaïde Claeyssens, chercheuse postdoctorale au département d’astronomie de Stockholm et co-signataire de l’étude.
Cette observation devrait permettre de comprendre « la formation des amas d’étoiles que l’on observe encore dans l’univers proche, –– et qui sont aujourd’hui très anciens -, et leur influence sur la formation des galaxies », ajoute-t-elle.
“Un million d’étoiles”
“Dans notre Voie lactée, nous voyons environ 170 amas globulaires, mais il y en avait des milliers”, avant qu’ils ne soient dispersés ou fragmentés par l’expansion de la galaxie, explique M.moi Adamo. Surtout, les survivants à l’intérieur du disque de la Voie lactée ne pèsent pas grand-chose, avec une masse « insignifiante » par rapport à toutes les étoiles qui le peuplent.
Alors qu’à l’inverse, les cinq amas d’étoiles observés dans Cosmic Gems Arc sont de véritables poids lourds, représentant ensemble environ 30 % de la masse de la galaxie. “Cela nous dit que l’Univers est très différent” à cette époque, selon l’astronome.
Très denses, ces amas d’étoiles sont chacun concentrés dans un très petit diamètre, inférieur aux environ quatre années-lumière séparant notre Soleil de son étoile la plus proche, Proxima Centauri. “Imaginez qu’il y ait un million d’étoiles” dans cet espace, dit Mmoi Adamo.
Avec en leur sein des étoiles massives, dont la masse serait de 5 000 à 10 000 fois celle du Soleil, selon une étude récente de l’Université de Genève. « Nous savons que ces étoiles massives produisent beaucoup de rayonnement » et que, de cette manière, « elles influencent la façon dont les galaxies forment les étoiles et la façon dont le gaz est distribué autour des galaxies ».
De la même manière, ces étoiles très massives, à la fin de leur courte vie, ont créé des trous noirs, dont certains pourraient être les objets supermassifs que l’on trouve aujourd’hui au cœur de nombreuses galaxies.
Ces observations ouvrent « une sorte de fenêtre » sur la genèse des galaxies, selon les astronomes participant à l’étude. Pour en savoir plus, il faudra trouver d’autres futurs amas globulaires au moment de l’aube cosmique, et pouvoir les étudier plus en détail.
“Le James Webb permettra d’en trouver”, selon le professeur Adamo, mais les astronomes attendent l’arrivée de l’ELT (Extremely Large Telescope) de l’Observatoire européen austral “pour aider à comprendre les processus physiques à l’œuvre dans ces galaxies”.
« Encore cinq années d’attente » avant de mieux comprendre ce qui se passait il y a plus de 13,2 milliards d’années.
