Une équipe internationale d'astronomes a découvert une structure titanesque dans l'Univers primordial, seulement deux milliards d'années après le Big Bang. Ce proto-superamas de galaxies, surnommé Hypérion, est la structure la plus grande et la plus massive jamais trouvée à un temps et une distance aussi éloignés.

L'équipe qui a fait la découverte était dirigée par Olga Cucciati de l'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) Bologna, Italie et scientifique du projet Brian Lemaux au Département de physique, Collège des lettres et des sciences de l'Université de Californie, Davis, et inclus Lori Lubin, professeur de physique à UC Davis. Ils ont utilisé l'instrument VIMOS sur le Very Large Telescope de l'ESO à Paranal, Le Chili va identifier un gigantesque proto-superamas de galaxies se formant dans l'Univers primordial, 2,3 milliards d'années seulement après le Big Bang.

Hyperion est la structure la plus grande et la plus massive trouvée si tôt dans la formation de l'Univers, avec une masse calculée plus d'un million de milliards de fois celle du Soleil. Cette masse énorme est similaire à celle des plus grandes structures observées dans l'Univers aujourd'hui, mais trouver un objet aussi massif au début de l'Univers a surpris les astronomes.

"C'est la première fois qu'une structure aussi grande est identifiée à un redshift aussi élevé, un peu plus de 2 milliards d'années après le Big Bang, " a déclaré Cucciati. "Normalement, ces types de structures sont connus à des décalages vers le rouge inférieurs, ce qui veut dire quand l'Univers a eu beaucoup plus de temps pour évoluer et construire des choses aussi énormes. C'était une surprise de voir quelque chose d'aussi évolué alors que l'Univers était relativement jeune."

Superamas cartographié en trois dimensions

Situé dans la constellation des Sextans (Le Sextant), Hyperion a été identifié par une nouvelle technique développée à l'UC Davis pour analyser la grande quantité de données obtenues à partir de l'enquête ultra-profonde VIMOS dirigée par Olivier Le Fèvre du Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Centre National de la Recherche Scientifique et Centre National d'Etudes Spatiales. L'instrument VIMOS peut mesurer la distance à des centaines de galaxies en même temps, permettant de cartographier la position des galaxies au sein du superamas en formation en trois dimensions.

L'équipe a découvert que Hyperion a une structure très complexe, contenant au moins sept régions de haute densité reliées par des filaments de galaxies, et sa taille est comparable aux superamas plus proches de la Terre, bien qu'il ait une structure très différente.

"Les superamas plus proches de la Terre ont tendance à avoir une distribution de masse beaucoup plus concentrée avec des caractéristiques structurelles claires, " dit Lemaux. " Mais à Hypérion, la masse est répartie beaucoup plus uniformément dans une série de gouttes connectées, peuplé d'associations lâches de galaxies."

Les chercheurs comparent les résultats d'Hyperion avec les résultats de l'enquête Observations of Redshift Evolution in Large Scale Environments (ORELSE), dirigé par Lubin. L'enquête ORELSE utilise des télescopes au W.M. L'observatoire Keck à Hawaï pour étudier les superamas plus proches de la Terre. Lubin et Lemaux utilisent également l'observatoire de Keck pour cartographier plus complètement Hyperion et des structures similaires.

Le contraste entre Hypérion et les superamas moins éloignés est probablement dû au fait que les superamas voisins ont eu des milliards d'années pour que la gravité rassemble la matière dans des régions plus denses - un processus qui agit depuis beaucoup moins de temps dans le plus jeune Hypérion.

Étant donné sa taille si tôt dans l'histoire de l'Univers, Hyperion devrait évoluer vers quelque chose de similaire aux immenses structures de l'univers local telles que les superamas constituant la Grande Muraille de Sloan ou le Superamas de la Vierge qui contient notre propre galaxie, la voie Lactée.

"Comprendre Hyperion et comment il se compare à des structures récentes similaires peut donner un aperçu de la façon dont l'Univers s'est développé dans le passé et évoluera dans le futur, et nous permet de remettre en question certains modèles de formation de superamas, " a déclaré Cucciati. " Déterrer ce titan cosmique aide à découvrir l'histoire de ces structures à grande échelle. "

Cette recherche sera publiée dans un prochain numéro de la revue Astronomie &Astrophysique .