Proto-superamas : Hypérion est la plus grande structure jamais découverte au commencement de l’univers

Les astronomes ont découvert et cartographié une énorme structure dans l’univers primitif dont la masse équivaut à un million de milliards de fois celle du Soleil. Le proto-superamas, qui a été nommé Hypérion d’après le Titan de la mythologie grecque, ne se serait formé que 2,3 milliards d’années après la création du cosmos dans le Big Bang.

Image d’entête : cette représentation montre l’étendue d’Hyperion par rapport à la taille d’un amas de galaxies massives typique de l’univers local. (ESO/ L. Calçada & Olga Cucciati et col.)

Les superamas, dans notre univers local/ observable, sont incroyablement massifs. Ils sont constitués de milliers de galaxies et s’étendent sur des centaines de millions d’années-lumière de diamètre.

Le proto-superamas d’Hypérion, récemment révélé, représente une étape antérieure dans l’évolution de ces poids lourds célestes. La découverte a été faite par une équipe internationale d’astronomes à l’aide d’une combinaison de nouvelles observations et d’une analyse de données d’archives.

Celles utilisées dans l’étude ont été recueillies par le Visible Multi-Object Spectrograph (VIMOS) un instrument monté sur le Very Large Telescope (VLT) de l’Observatoire européen austral (ESO), situé à l’Observatoire paranal au Chili. Le spectrographe VIMOS est conçu pour décomposer la lumière émise par les galaxies lointaines en spectres. Le spectre d’un objet peut être considéré comme son empreinte lumineuse. Un enquêteur de police pourrait analyser une empreinte ADN ou digitale et vous donner une quantité surprenante d’informations sur la personne qui l’a laissée. Il en va de même pour les spectres. En observant une telle empreinte cosmique, les astronomes peuvent déterminer certaines des caractéristiques clés d’un objet céleste, comme de quoi il est fait et son mouvement.

Contrairement à d’autres spectrographes, VIMOS n’est pas conçu pour prendre les spectres d’une seule source. Dans un premier temps, il observe une grande partie du ciel, contenant des centaines d’énormes galaxies. À partir de cette image préliminaire, les astronomes peuvent identifier les galaxies d’intérêt, comme celles qui appartiennent à Hyperion, et les marquer pour les étudier plus avant.

Un découpeur laser utilise ensuite les données pour percer de petites fentes dans une feuille de métal qui correspondent à l’emplacement des galaxies cibles. La plaque métallique est ensuite intégrée à VIMOS, qui peut maintenant se concentrer sur la collecte de données sur les galaxies souhaitées tout en bloquant la lumière des sources environnantes, ce qui, autrement, fausserait les spectres des cibles marquées.

Les données ont révélé que Hypérion était la plus grande structure jamais découverte dans l’univers primitif. On estime que le superamas s’est formé environ 2,3 milliards d’années après le Big Bang, mais sa masse est similaire à celle des superamas de l’univers local. Cela a surpris les astronomes, car on pense normalement que des structures de la taille d’Hypérion se forment beaucoup plus tard.

L’équipe a identifié et cartographié les positions de 10 000 galaxies qui forment la structure. Ce faisant, les chercheurs ont identifié au moins 7 régions à haute densité reliées entre elles par des filaments galactique plus lâches.

La structure est différente des superamas situés plus près de la Voie lactée. Ceux-ci tendent à présenter une distribution de masse plus concentrée, plutôt que la distribution uniforme d’amas dense et de filaments de liaison observée dans Hypérion. La différence est probablement le résultat de sa relative jeunesse.

Selon Olga Cucciati de l’Istituto Nazionale di Astrofisica, à Bologne (Italie) et première auteur de l’étude de cette découverte :

Comprendre Hypérion et comment il se compare à des structures similaires récentes peut donner un aperçu sur la façon dont l’Univers s’est développé dans le passé et évoluera dans le futur, et nous donne la possibilité de contester certains modèles sur la formation des superamas. Déterrer ce titan cosmique aide à découvrir l’histoire de ces grandes structures.

L’étude publiée dans Astronomy & Astrophysics : The progeny of a Cosmic Titan: a massive multi-component proto-supercluster in formation at z=2.45 in VUDS et présentée sur le site de l’ESO : Largest Galaxy Proto-Supercluster Found.