Des astronomes ont cartographié le proto-superamas de galaxies le plus lourd et le plus lointain jamais observé, baptisé COSMOS-Z3.1-A. Située dans l’univers jeune d’il y a environ 2 à 3 milliards d’années, cette structure massive contient des milliers de galaxies et surpasse en masse la Voie lactée d’un facteur de 5 000.
L’exploration de l’univers lointain vient de franchir une étape majeure avec la découverte d’une structure colossale dont la masse et la complexité redéfinissent notre compréhension de la formation cosmique.
La structure de COSMOS-Z3.1-A révélée en trois dimensions
Dans les images astronomiques précédentes, cette portion de ciel apparaissait sous la forme d’un plafond plat et peint. L’alignement optique de galaxies séparées par des milliards d’années-lumière en profondeur masquait la réalité de leur disposition spatiale, rendant difficile la distinction entre un amas en construction et un vaste couloir de développement.
L’utilisation de techniques de mesure de distance, exploitant le décalage vers le rouge de la lumière induit par l’expansion de l’univers, a permis de transformer cette vue en une chaîne complexe de dix amas denses. Un second système plus restreint, nommé COSMOS-Z3.1-C, se trouve à proximité dans le même champ et présente quatre agglomérations principales.
Vandana Ramakrishnan, de l’Université Purdue, a déclaré qu’elle pensait que la distance et la pure envergure des structures qu’ils étudiaient étaient véritablement extraordinaires.
La chercheuse a également souligné la portée esthétique et scientifique de ces observations, affirmant que cela mettait en perspective l’immensité du cosmos.
Les instruments et le relevé ODIN à l’origine de la découverte
La découverte repose en grande partie sur les données du relevé baptisé One-hundred-deg2 DECam Imaging in Narrowbands, connu sous l’acronyme ODIN. Ce programme utilise la Dark Energy Camera, un instrument de 570 mégapixels monté sur le télescope Víctor M. Blanco de 4 mètres de la National Science Foundation, situé au Chili à l’Observatoire interaméricain de Cerro Tololo.
Pour dépasser la simple bidimensionnalité des images initiales, une équipe internationale d’étudiants diplômés a mené des campagnes d’observation spectroscopique à l’aide d’instruments de premier plan :
- Le spectrographe multifibre DESI, installé sur le télescope Nicholas U. Mayall en Arizona, capable de mesurer la distance de 5 000 galaxies simultanément.
- L’instrument GMOS sur le télescope Gemini South au Chili.
- Le spectrographe DEIMOS monté sur le télescope Keck II à Maunakea, à Hawaï.
Le contexte de l’univers jeune et l’avis des experts
Ces structures se présentent telles qu’elles existaient lorsque l’univers n’avait que 2 à 3 milliards d’années, soit moins du quart de son âge actuel.
Eric Gawiser, de l’Université Rutgers, a indiqué que lorsque nous observons les amas de galaxies dans l’univers proche, nous voyons le produit fini, tandis que cette structure lointaine nous ramène à un stade beaucoup plus précoce où les pièces individuelles étaient encore en train de s’assembler, ce qui nous permet d’étudier comment l’univers a édifié des structures à ses plus grandes échelles.
Les estimations de masse indiquent que COSMOS-Z3.1-A et son voisin devraient à terme surpasser le célèbre amas de Coma dans notre univers local. Compte tenu de leur rareté statistique, les auteurs estiment qu’il devrait exister moins d’un objet de cette envergure pour 10 000 amas de galaxies traditionnels.
Les astronomes comptent désormais sur la mise en service de l’Observatoire Vera C. Rubin au Chili pour repérer d’autres superamas du même type et analyser précisément les mécanismes qui régissent l’évolution des galaxies au sein des cœurs denses de ces géants cosmiques.
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