Repérées grâce au télescope James-Webb, trois galaxies très massives, formant 1000 étoiles par an, questionnent les scientifiques.
Dans les profondeurs de l’Univers, observées avec une précision inédite, se cachent des galaxies d’une envergure stupéfiante, remettant en question nos connaissances. Comment, en moins d’un milliard d’années, des galaxies plus massives que la Voie lactée ont-elles pu se former ? C’est la question soulevée par une étude publiée mercredi dans Nature. Une équipe internationale menée par l’Université de Genève et le CEA Paris-Saclay, a identifié trois galaxies exceptionnelles situées à près de 13 milliards d’années-lumière.
Surnommées les « monstres rouges » par les chercheurs en raison de leur teinte caractéristique, due à une forte concentration de poussière, ces galaxies sont deux à quatre fois plus massives que la Voie lactée. Une telle découverte n’aurait pas été possible sans le télescope spatial James-Webb, capable d’observer en infrarouge et de percer les voiles de poussière qui obscurcissent ces régions éloignées.
Peser des galaxies
Mais comment déterminer la masse d’une galaxie ? La lumière qu’elle émet résulte de la contribution de toutes ses étoiles. Cependant, une étoile massive produit bien plus de lumière qu’une étoile plus petite. Par exemple, une étoile dix fois plus massive que le Soleil brille comme 4000 soleils. Ainsi, une même quantité de lumière pourrait provenir soit d’une étoile massive, soit de milliers d’étoiles plus petites, leur masse combinée étant bien supérieure.
Pour résoudre ce dilemme, les astrophysiciens analysent les couleurs de la lumière : les étoiles massives rayonnent surtout dans l’ultraviolet, tandis que les petites brillent davantage dans le visible ou l’infrarouge. En étudiant ces caractéristiques, ils parviennent à estimer la répartition des étoiles et à calculer précisément la masse des galaxies.
Un contexte riche en découvertes
Ces travaux s’inscrivent dans un débat animé. Les premières observations de James-Webb avaient évoqué l’existence de « galaxies impossibles », si massives qu’elles semblaient contredire nos modèles cosmologiques, remettant en cause l’âge de l’Univers, voire le Big Bang. Cependant, cette nouvelle étude, grâce à des mesures plus rigoureuses des distances et des masses, apaise ces inquiétudes : la majorité des galaxies observées sont compatibles avec nos théories actuelles. Seuls ces trois « monstres rouges » continuent de défier nos modèles.
Une croissance spectaculaire
Ces galaxies produisent des étoiles à une cadence frénétique – environ 1 000 étoiles par an – quand la Voie lactée n’en forme que trois à cinq. Une telle vitesse de croissance pousse les astrophysiciens à revoir leurs modèles.
Il est possible que ces monstres cosmiques aient bénéficié de conditions particulières, évoluant dans des zones de l’Univers particulièrement denses. Pour confirmer cette hypothèse, les chercheurs s’efforcent désormais de mesurer la distance et la masse d’un plus grand échantillon de galaxies. Ces monstres rouges pourraient révéler des aspects encore inexplorés de l’évolution cosmique.
