Le télescope spatial James Webb a repéré six galaxies massives qui ont émergé peu de temps après le Big Bang, a annoncé mercredi une étude, surprenant les scientifiques en se formant à une vitesse qui contredit notre compréhension actuelle de l’univers.
Depuis qu’il est devenu opérationnel en juillet dernier, le télescope Webb a scruté plus loin que jamais dans les confins lointains de l’univers, ce qui signifie également qu’il regarde en arrière dans le temps.
Pour sa dernière découverte, le télescope a observé des galaxies entre 500 et 700 millions d’années après le Big Bang il y a 13,8 milliards d’années, ce qui signifie que l’univers avait moins de 5 % de son âge actuel.
L’instrument NIRCam de Webb, qui fonctionne dans la longueur d’onde proche infrarouge invisible à l’œil nu, a observé les six galaxies dans une région peu connue du ciel, selon une étude publiée dans la revue Nature.
Deux des galaxies avaient déjà été repérées par le télescope spatial Hubble mais étaient si faibles sur ces images qu’elles sont passées inaperçues.
Ces six nouvelles « galaxies candidates », ainsi appelées parce que leur découverte doit encore être confirmée par d’autres mesures, contiennent bien plus d’étoiles que ne le prévoyaient les scientifiques.
On pense même qu’une galaxie compte environ 100 milliards d’étoiles.
Cela ferait environ la taille de la Voie lactée, ce qui est « fou », a déclaré à l’ le premier auteur de l’étude, Ivo Labbe.
« Du haut d’une falaise »
Il a fallu à notre galaxie natale toute la vie de l’univers pour que toutes ses étoiles s’assemblent.
Pour que cette jeune galaxie atteigne la même croissance en seulement 700 millions d’années, elle aurait dû croître environ 20 fois plus vite que la Voie lactée, a déclaré Labbe, chercheur à l’Université de technologie de Swinburne en Australie.
Le fait qu’il y ait des galaxies aussi massives si peu de temps après le Big Bang va à l’encontre du modèle cosmologique actuel qui représente la meilleure compréhension scientifique du fonctionnement de l’univers.
« Selon la théorie, les galaxies se développent lentement à partir de très petits débuts aux premiers temps », a déclaré Labbe, ajoutant que ces galaxies devaient être entre 10 et 100 fois plus petites.
Mais la taille de ces galaxies « dépasse vraiment une falaise », a-t-il déclaré.
Que pourrait-il se passer ? Un suspect est la matière noire mystérieuse, qui constitue une quantité importante de l’Univers.
Alors que beaucoup de choses sur la matière noire restent inconnues, les scientifiques pensent qu’elle joue un rôle clé dans la formation des galaxies.
Lorsque la matière noire « s’agglutine » en un halo, elle attire le gaz de l’univers environnant qui à son tour forme une galaxie et ses étoiles, a déclaré Labbe.
Mais ce processus est censé prendre beaucoup de temps, et « dans l’univers primitif, il n’y a tout simplement pas beaucoup d’amas de matière noire », a-t-il déclaré.
« Le modèle craque »
Les galaxies récemment découvertes pourraient indiquer que les choses se sont accélérées beaucoup plus rapidement dans l’univers primitif qu’on ne le pensait auparavant, permettant aux étoiles de se former « beaucoup plus efficacement », a déclaré David Elbaz, astrophysicien au Commissariat français à l’énergie atomique non impliqué dans la recherche.
Cela pourrait être lié à des signes récents indiquant que l’univers lui-même s’étend plus rapidement que nous ne le pensions autrefois, a-t-il ajouté.
Ce sujet suscite un débat acharné parmi les cosmologistes, rendant cette dernière découverte « d’autant plus excitante, car c’est une indication de plus que le modèle se fissure », a déclaré Elbaz.
Elbaz est l’un des nombreux scientifiques travaillant sur le télescope spatial Euclid de l’Agence spatiale européenne, dont le lancement est prévu en juillet pour rejoindre Webb dans l’espace.
La mission d’Euclid est de découvrir les secrets de la matière noire et de l’énergie noire, et cela pourrait également aider à résoudre ce dernier mystère, a déclaré Elbaz.
Labbe a fait référence à la « théorie du cygne noir », selon laquelle un seul événement inattendu peut bouleverser notre compréhension antérieure, comme lorsque les Européens ont vu les premiers cygnes noirs en Australie.
Il a appelé les galaxies « six cygnes noirs – si même l’un d’eux s’avère vrai, cela signifie que nous devons changer nos théories ».
Plus d’information:
Ivo Labbe, Une population de galaxies massives candidates rouges ~ 600 Myr après le Big Bang, Nature (2023). DOI : 10.1038/s41586-023-05786-2. www.nature.com/articles/s41586-023-05786-2
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