Un groupe international de scientifiques dirigé par le RIKEN Cluster for Pioneering Research a utilisé les observations du Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) du Very Large Telescope (VLT) de l'ESO au Chili et de la Suprime-Cam du télescope Subaru pour faire des observations détaillées de les filaments de gaz reliant les galaxies dans un grand, proto-amas distant dans l'univers primitif.

Sur la base d'observations directes, ils ont trouvé que, conformément aux prédictions du modèle de matière noire froide de formation des galaxies, les filaments sont étendus, s'étendant sur plus d'un million de parsecs - un parsec étant un peu plus de trois années-lumière - et fournissent le carburant pour la formation intense d'étoiles et la croissance de trous noirs super massifs au sein du proto-amas.

Les constats, qui constituent une carte très détaillée des filaments, ont été réalisés sur SSA22, un proto-amas massif de galaxies situé à environ 12 milliards d'années-lumière dans la constellation du Verseau, ce qui en fait une structure du tout premier univers.

Les résultats, Publié dans Science , donner de nouvelles perspectives sur la formation des galaxies. La croyance dominante à une époque était que les galaxies se formaient puis s'organisaient en amas de manière ascendante, mais maintenant, on pense généralement que les filaments de l'univers ont alimenté la formation d'amas de galaxies aux endroits où les filaments se sont croisés, créant des régions denses de matière. Conformément à cela, le groupe a découvert que l'intersection entre les énormes filaments qu'ils ont identifiés abrite des noyaux galactiques actifs – des trous noirs supermassifs – et des galaxies « éclatantes » qui ont une formation d'étoiles très active. Ils déterminent leur emplacement à partir d'observations faites avec l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) et l'Observatoire W. M. Keck.

Leurs observations sont basées sur la détection de ce que l'on appelle le rayonnement alpha de Lyman – la lumière ultraviolette qui est produite lorsque l'hydrogène gazeux neutre est ionisé puis retourne à son état fondamental – à l'aide de l'instrument MUSE. Le rayonnement s'est avéré intense, trop élevé pour provenir du rayonnement de fond ultraviolet de l'univers. Leurs calculs ont indiqué que le rayonnement élevé était probablement déclenché par la formation d'étoiles et la formation de trous noirs.

Selon Hideki Umehata du RIKEN Cluster for Pioneering Research et de l'Université de Tokyo, le premier auteur de l'article, "Cela suggère très fortement que le gaz tombant le long des filaments sous la force de gravité déclenche la formation de galaxies éclatantes et de trous noirs supermassifs, donnant à l'univers la structure que nous voyons aujourd'hui.