Une galaxie trop ancienne pour ce que l’on croyait savoir du Big Bang

La découverte d’une très ancienne galaxie en forme de disque massif, un peu comme notre Voie lactée, ébranle ce que nous pensons connaître de leur formation.

Une telle structure, selon les modèles cosmologiques traditionnels, n’aurait en effet dû se former que tardivement dans l’histoire de l’Univers. Or, cette galaxie est née un petit milliard et demi d’années après le Big Bang.

Vaste roue de gaz

La galaxie Wolfe ou DLA0817g, est décrite dans un article paru le 20 mai dans Nature, comme une roue géante de gaz, de poussière, de matière noire et de faible lumière stellaire, qui s’étendrait sur 100 000 années-lumière — là encore, similaire à notre galaxie — et qui tourne sur elle-même à 272 kilomètres par seconde.

La découverte remonte à 2017, mais elle a été réexaminée récemment en pointant ALMA, le puissant radiotélescope d’Atacama au Chili, sur une source de rayonnement lointain — un quasar.

L’absorption de la lumière, par un réservoir massif d’hydrogène gazeux entourant cette galaxie, lui a permis de se révéler. Cette vaste roue de gaz, soulève le New York Times, suggère que de grands disques rotatifs aussi anciens attendent peut-être d’être découverts par d’autres astrophysiciens.

La galactogenèse

Les scientifiques conviennent généralement qu’après le Big Bang, il y a 13,8 milliards d’années, les premières galaxies se formeraient dans la matière noire — ce mystérieux constituant qui forme la majorité de l’Univers.

C’est avec de légères condensations gravitationnelles, alors que l’Univers refroidissait, que des fluctuations de gaz et de matière forment les toutes premières galaxies. En leur sein, les agrégats gazeux s’échauffent, tournoient, puis refroidissent afin de se densifier et former des étoiles.

Mais il faudra des milliards d’années de cette danse galactique pour former un immense disque semblable à notre galaxie — ou du moins, le croyait-on. La plupart des scénarios avancent qu’il faut attendre près de six milliards d’années après le Big Bang.

Défi pour les simulations

Des simulations numériques suggéraient toutefois une formation plus rapide, ce que l’analyse de cet ancêtre vient appuyer. Il a été nommé en l’honneur de l’astronome Arthur M. Wolfe. Décédé en 2004, il s’était donné pour mission de découvrir des galaxies ou protogalaxies qui auraient pu se former dès le premier milliard d’années de l’Univers.

Cette découverte n’en constitue pas moins un défi pour ces simulations de formations de galaxies, souligne encore Phys.org. Les modèles prédisent que les galaxies massives à ce stade de l’évolution du cosmos se sont développées grâce à de nombreuses fusions de galaxies plus petites et de blocs de gaz chauds.

L’un des auteurs de l’étude, Marcel Neeleman de l’Institut Max Planck d’astronomie de Heidelberg, en Allemagne, explique à ce sujet que les galaxies précoces ressemblent généralement à des «épaves de train», car elles ont subi des fusions chaudes et violentes — ce qui devrait rendre difficile la formation de disques rotatifs froids et bien ordonnés.