Les astronomes qui étudient un amas de protogalaxies encore en formation, telles qu'elles étaient il y a plus de 10 milliards d'années, ont découvert qu'une galaxie géante au centre de l'amas se forme à partir d'une soupe étonnamment dense de gaz moléculaire.

"C'est différent de ce que nous voyons dans l'Univers voisin, où les galaxies en amas se développent en cannibalisant d'autres galaxies. Dans ce cluster, une galaxie géante grandit en se nourrissant de la soupe de gaz froid dans laquelle elle est immergée, " a déclaré Bjorn Emonts du Centre d'astrobiologie en Espagne, qui a dirigé une équipe de recherche internationale.

Les scientifiques ont étudié un objet appelé Spiderweb Galaxy, qui en fait n'est pas encore une seule galaxie, mais un regroupement de protogalaxies à plus de 10 milliards d'années-lumière de la Terre. A cette distance, l'objet est vu tel qu'il était lorsque l'Univers n'avait que 3 milliards d'années. Les astronomes ont utilisé l'Australian Telescope Compact Array (ATCA) et le Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) de la National Science Foundation pour détecter le monoxyde de carbone (CO) gazeux.

La présence du gaz CO indique une plus grande quantité d'hydrogène moléculaire, ce qui est beaucoup plus difficile à détecter. Les astronomes ont estimé que le gaz moléculaire totalisait plus de 100 milliards de fois la masse du Soleil. Non seulement cette quantité de gaz est surprenante, ils ont dit, mais le gaz doit aussi être étonnamment froid, environ moins-200 degrés Celsius. Ce gaz moléculaire froid est la matière première des nouvelles étoiles.

Le CO dans ce gaz indique qu'il a été enrichi par les explosions de supernova des générations précédentes d'étoiles. Le carbone et l'oxygène du CO se sont formés dans les noyaux des étoiles qui ont ensuite explosé.

Les observations de l'ATCA ont révélé l'étendue totale du gaz, et les observations VLA, beaucoup plus ciblé, fourni une autre surprise. La plupart du gaz froid a été trouvé, pas dans les protogalaxies, mais plutôt entre eux.

"C'est un système énorme, avec ce gaz moléculaire couvrant trois fois la taille de notre propre galaxie de la Voie lactée, " dit Preshanth Jagannathan, de l'Observatoire national de radioastronomie (NRAO) de Socorro, NM.

Observations antérieures de la toile d'araignée, fait aux longueurs d'onde ultraviolettes, ont indiqué que la formation rapide d'étoiles est en cours dans la majeure partie de la région occupée par le gaz.

"Il semble que tout ce système finira par s'effondrer en un seul, galaxie gigantesque, " dit Jagannathan.

"Ces observations nous donnent un aperçu fascinant de ce que nous pensons être un stade précoce de la croissance des galaxies massives en amas, une étape très différente de la croissance des galaxies dans l'Univers actuel, " a déclaré Chris Carilli, de la NRAO.

Les astronomes ont rapporté leurs découvertes dans le numéro du 2 décembre de la revue Science .