L'Observatoire européen austral a découvert un titanesque amas de galaxies dans l'univers : le superamas Hypérion. Qu'implique cette découverte dans la compréhension de l'univers ? Réponse en trois points.

Hypérion est « la plus grande et la plus massive structure à avoir été découverte si tôt dans la formation de l’univers. » C’est ainsi que l’Observatoire européen austral (ESO) a présenté sa découverte d’une « structure titanesque » dans l’univers, le 17 octobre 2018. Les astronomes qui l’ont identifié l’ont baptisé du nom d’un titan de la mythologie grecque, descendant d’Ouranos (le Ciel) et de Gaïa (la Terre).

Dans une étude publiée dans le journal scientifique européen Astronomy & Astrophysics (A&A) le 6 septembre dernier, une vingtaine de chercheurs présentent comment ils ont utilisé des données recueillies par le Très Grand Télescope (VLT) situé à l’Observatoire du Cerro Paranal au Chili. L’amas de galaxies formé par Hypérion est la plus imposante structure découverte si tôt dans l’univers : elle existait déjà 2,3 milliards d’années après le Big Bang — qui a eu lieu il y a 13,8 milliards d’années.

Qu’est-ce qu’un superamas de galaxies ?

Les spécialistes utilisent l’expression de « superamas de galaxies » (« supercluster », en anglais) pour définir Hypérion : il s’agit des plus grandes structures que nous connaissions dans l’univers. Elles sont formées par plusieurs groupes de galaxies, généralement disposées de façon non uniforme : on peut trouver des centaines de galaxies dans certains groupes, ou des milliers dans les amas.

« L’énorme masse de ce proto-supercluster est estimée peser plus d’un million de milliards de fois celle du Soleil  », écrit l’ESO au sujet d’Hypérion, en insistant sur la surprise de cette découverte pour des astronomes pourtant familiers de ces immenses architectures.

La taille du superamas Hyperion, comparée à celle d’un amas de galaxies. // Source : ESO/L. Calçada & Olga Cucciati et al.

Comment a-t-il été découvert ?

L’existence d’Hypérion a été révélée grâce à l’instrument VIMOS (Visible Multi-Object Spectrograph) du Très Grand Télescope. Grâce à cette technologie, les chercheurs peuvent observer « à quoi ressemblait l’univers quand il n’avait qu’un tiers de son âge actuel », selon les mots de Steffen Mieske, en charge de cet instrument pour l’ESO. C’est lui qui estime auprès de Reuters qu’Hypérion est comparable à « 5 000 galaxies comme la Voie lactée. »

Avec à cette « machine à remonter le temps », les astronomes peuvent observer des objets à des distances de plusieurs millions d’années lumières, jusqu’à 1,5 milliard d’année après la naissance de l’univers. C’est en analysant une vaste base de données acquises par l’intermédiaire de VIMOS que les scientifiques sont parvenus à cartographier l’organisation dans l’espace de 10 000 galaxies.

L’instrument VIMOS du Très Grand Telescope au Chili. // Source : ESO

Pourquoi cette découverte est importante ?

L’architecture complexe d’Hypérion, qui se trouve dans la constellation du Sextant, a étonné les chercheurs : ce superamas de galaxie est composé « d’au moins 7 régions de densité élevée liées entre elles par des filaments de galaxies  », soit des structures en forme de fil qui lient des galaxies entre elles. Si Hypérion a des dimensions proches de celle d’autres superamas, son organisation est différente.

« Les superamas situés à plus grande proximité de la Terre sont caractérisés par une distribution de masse plus concentrée et une architecture davantage structurée. À titre comparatif, Hyperion est doté d’une distribution de masse plus uniformément répartie avec une série de régions sur-denses connectées entre elles et peuplées de galaxies éparses », avance Brian Lemaux, astronome à l’université de Californie et l’un des membre de l’équipe qui a découvert Hypérion.

Hyperion pourrait nous aider à étudier la formation d’autres superamas

Pour les chercheurs, cette particularité vient justement du fait qu’Hypérion ait existé si peu de temps après le Big Bang. Les autres superamas ont eu davantage de temps — compté en milliard d’années — pour « condenser leur matière en des régions de densité plus élevée  », écrit l’ESO dans son communiqué.

Les astronomes anticipent qu’Hypérion pourrait devenir une structure semblable aux autres superamas de l’univers. Outre sa taille imposante, le titanesque Hyperion est donc surtout un précieux moyen d’étudier comment d’autres superamas se sont formées et ont pu évoluer dans leur passé lointain. « La découverte de ce géant cosmique dévoile le passé de ces vastes structures », résume Olga Cucciati.

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