Une galaxie primitive bouleverse les certitudes des astronomes sur la formation de l’univers

Une découverte cosmique qui défie le temps

Les chercheurs scrutant les confins du cosmos avec le télescope spatial James Webb ont mis au jour une anomalie de taille. Très loin dans l’espace et le temps, une galaxie extrêmement ancienne défie les lois habituelles en ne présentant aucune rotation. Selon Ben Forrest, chercheur au sein du département de physique et d’astronomie de l’Université de Californie, Davis, cette caractéristique est d’ordinaire l’apanage des galaxies les plus massives et matures, bien plus proches de nous dans l’espace et de notre époque.

Le scientifique est le premier auteur d’une étude détaillant cette observation inédite, parue le 4 mai 2026 dans la revue scientifique Nature Astronomie. Face à ces données inattendues, l’équipe de recherche se trouve confrontée à un objet cosmique qui bouscule l’ordre naturel des choses tel que nous l’observons habituellement depuis la Terre.

Ben Forrest résume d’ailleurs parfaitement l’étonnement général suscité par ces images célestes. « Celle-ci en particulier ne montrait aucune preuve de rotation, ce qui était surprenant et très intéressant », souligne l’astronome en décryptant les relevés topographiques de ce géant endormi.

La théorie confrontée à une chronologie impossible

Comment se comportent normalement les premiers objets cosmiques ? Les théories actuelles postulent que lors de la formation des premières galaxies, le moment cinétique issu des gaz entrants ainsi que l’influence de la gravité les ont mis en rotation. C’est ce mouvement tourbillonnant continu qui anime initialement la matière naissante au commencement de l’univers.

Au fil de plusieurs milliards d’années, certaines galaxies finissent par changer de dynamique. Celles situées au sein d’amas galactiques fusionnent notamment de multiples fois entre elles, et leurs rotations combinées finissent par s’additionner ou s’annuler partiellement. C’est la raison pour laquelle de nombreuses galaxies très proches de la Terre, et par conséquent relativement récentes, affichent une rotation globale très faible, compensée par d’importants mouvements aléatoires des étoiles en leur sein.

Or, ce processus complexe exige invariablement un temps extraordinairement long pour aboutir. La véritable surprise réside donc dans la chronologie de cette découverte : la galaxie identifiée sous le matricule XMM-VID1-2075 avait déjà atteint cet état d’immobilité apparente alors que l’univers affichait moins de deux milliards d’années d’existence.

Des indices précieux recueillis depuis les sommets d’Hawaï

L’intérêt prononcé pour cette zone précise de l’espace ne dépend pas uniquement des récentes capacités de nos satellites modernes. Ben Forrest et ses collègues impliqués dans le relevé expérimental MAGAZ3NE (Galaxies anciennes massives à z>3 dans l’infrarouge proche) avaient déjà pointé leurs instruments terrestres sur cet objet par le passé.

L’équipe s’était en effet appuyée sur la puissance de l’Observatoire W.M. Keck, majestueusement implanté dans l’archipel d’Hawaï, pour collecter des informations préliminaires. Ces données initiales avaient révélé des propriétés physiques hors du commun, incitant naturellement la communauté astronomique à programmer un examen plus approfondi.

Le portrait-robot dressé à l’époque justifiait pleinement ces efforts monumentaux. « Les observations précédentes de MAGAZ3NE avaient confirmé qu’il s’agissait de l’une des galaxies les plus massives de l’univers primitif, avec déjà plusieurs fois plus d’étoiles que notre Voie lactée, et avaient également confirmé qu’elle ne formait plus de nouvelles étoiles, ce qui en faisait une cible captivante pour des observations de suivi », précise le scientifique avec passion.

Repousser les frontières de l’observation spatiale

Afin d’obtenir des mesures d’une précision encore jamais atteinte, l’équipe s’est logiquement tournée vers les capteurs du télescope spatial James Webb pour examiner XMM-VID1-2075 de plus près, aux côtés de deux autres galaxies présentant un âge similaire. Cette prouesse a permis de quantifier très exactement les mouvements relatifs de la matière à l’intérieur de ces mastodontes lointains.

Étudier la cinématique interne d’objets aussi éloignés représente une véritable rupture technologique. « Ce type de travail a beaucoup été fait avec les galaxies proches parce qu’elles sont plus proches et plus grandes et vous pouvez donc faire ce genre d’études depuis le sol, mais il est très difficile de le faire avec des galaxies à décalage vers le rouge élevé parce qu’elles apparaissent beaucoup plus petites dans le ciel », détaille Ben Forrest. Il insiste d’ailleurs sur ce point : « Le télescope spatial James Webb repousse vraiment les frontières pour ce genre d’études. »

L’analyse comparative des trois galaxies échantillonnées s’est révélée fort hétéroclite. Selon les constatations du chercheur principal, l’une d’entre elles est clairement en rotation, la deuxième est « un peu désordonnée », tandis que la dernière ne présente aucune rotation mais beaucoup de mouvements aléatoires. « Cela correspond à certaines des galaxies les plus massives de l’univers local, mais il était un peu surprenant de trouver cela si tôt », admet-il volontiers.

Une colossale collision pour expliquer le mystère

Une interrogation fondamentale demeure : par quel mécanisme cette galaxie est-elle devenue un « rotateur lent » en l’espace de moins de deux milliards d’années ? La piste la plus sérieuse avancée par l’équipe indique que cet état ne proviendrait pas de multiples fusions successives, mais plutôt d’une unique et brutale collision entre deux galaxies tournant approximativement dans des directions opposées.

Les relevés visuels confortent solidement cette hypothèse de l’accident cosmique. « Pour cette galaxie en particulier, nous voyons un grand excès de lumière sur le côté. Et cela suggère donc un autre objet qui est entré et interagit avec le système et modifie potentiellement sa dynamique », soutient Ben Forrest. Les astronomes continuent désormais de traquer minutieusement d’autres objets semblables dans l’univers primitif afin de tester les théories de formation en les confrontant aux simulations informatiques.

La validation de nos connaissances exigera de nouvelles découvertes. « Il y a certaines simulations qui prédisent qu’il y aura un très petit nombre de ces galaxies sans rotation très tôt dans l’univers, mais elles s’attendent à ce qu’elles soient assez rares. Et c’est donc une façon pour nous de tester ces simulations et de vraiment déterminer à quel point elles sont communes, et cela peut ensuite nous donner des informations pour savoir si nos théories sur cette évolution sont correctes », conclut l’expert de Davis. Les conclusions complètes de ce travail de recherche, publié sous le titre traduit « Une galaxie massive et évoluée à rotation lente dans l’univers primitif » (2026), sont accessibles publiquement via l’identifiant DOI: 10.1038/s41550-026-02855-0.

Selon la source : phys.org