Le télescope Webb découvre un amas de galaxies ancien remettant en cause la cosmologie

Le télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA a identifié un amas de galaxies massif qui semble s'être formé beaucoup plus rapidement que ne le prévoient les modèles cosmologiques actuels. L'amas, connu sous le nom de XLSSC 122, contient une concentration de matière noire inhabituellement dense, une découverte qui remet en question la compréhension des scientifiques quant à l'évolution de l'univers lors de ses premières étapes.

Un lentillage gravitationnel record

XLSSC 122 est situé à environ 10,4 milliards d'années-lumière de la Terre. Il remonte à une époque connue sous le nom de « midi cosmique », il y a environ 10 milliards d'années, lorsque l'univers a connu sa période la plus intense de formation d'étoiles. Alors que les amas de galaxies étaient encore en cours d'assemblage à cette époque, XLSSC 122 présentait une taille et une structure organisée généralement associées aux amas de l'univers moderne.

L'amas est devenu l'exemple le plus lointain connu d'un amas de galaxies présentant un lentillage gravitationnel fort. Ce phénomène se produit lorsqu'un objet massif courbe et déforme la lumière des galaxies plus lointaines situées derrière lui. Cet alignement a permis aux chercheurs de mesurer la distribution de la masse au sein de XLSSC 122 avec une grande précision.

« Lorsque nous avons reçu ces premières images du JWST, nous avons dit : « wow, regardez ça, il y a un lentillage fort provenant de cet amas ! » », a déclaré Kyle Finner, scientifique principal à l'IPAC et auteur principal du premier article examinant l'amas. « XLSSC 122 a désormais établi le record de l'amas de galaxies le plus lointain affichant un lentillage fort, ce qui est un outil précieux pour les astronomes. »

Une concentration de matière noire qui défie les modèles

L'effet de lentillage gravitationnel est principalement causé par la matière noire, une substance invisible qui n'émet pas de lumière mais exerce une influence gravitationnelle. Les scientifiques estiment que la matière noire est environ cinq fois plus abondante que la matière ordinaire. Les nouvelles mesures du JWST révèlent qu'une quantité remarquablement importante de la masse de XLSSC 122 est concentrée dans sa région centrale.

Selon les modèles cosmologiques standards, la croissance des structures massives aurait dû être plus progressive. La forte concentration de masse dans XLSSC 122 suggère que certaines structures cosmiques se sont développées plus rapidement que prévu.

« XLSSC 122 est l'un des premiers amas que nous connaissions qui se soit formé dans l'univers, et il présente une concentration de masse qui ne correspond pas aux prédictions de nos modèles cosmologiques », a déclaré Finner.

La lumière intra-amas comme indicateur de matière noire

Outre le lentillage fort, les chercheurs ont utilisé le lentillage faible et les observations de la lumière intra-amas pour étudier l'amas. La lumière intra-amas est une faible lueur produite par des étoiles qui ne sont plus liées à des galaxies individuelles mais sont dispersées dans les espaces entre elles. Les observations de Webb représentent la détection la plus ancienne connue de cette lumière.

L'étude a montré que la distribution de la lumière intra-amas près du centre de l'amas correspond étroitement à la distribution de la matière noire déduite du lentillage gravitationnel fort. Cela suggère que la faible lueur des étoiles dispersées pourrait servir d'indicateur visible de l'endroit où la matière noire invisible est concentrée.

« Dans cet amas, la lumière intra-amas trace essentiellement la matière noire », a déclaré Finner. « Cette lumière nous indique que l'amas est dans un état de fusion. »

Pourquoi c'est important

Les résultats de XLSSC 122 fournissent un test critique pour les modèles cosmologiques existants. Si d'autres amas de galaxies anciens présentent également une concentration de matière noire inattendue et un développement avancé, les scientifiques pourraient devoir réviser les hypothèses sur la rapidité avec laquelle les grandes structures cosmiques se sont formées. La recherche a été présentée lors d'une conférence de presse le 17 juin 2026, pendant la 248e réunion de la Société américaine d'astronomie. De futures études visent à identifier des dizaines d'amas supplémentaires provenant de périodes similaires afin de déterminer si les propriétés de XLSSC 122 sont rares ou font partie d'un modèle plus large.

Sources (en anglais)

• sciencedaily.com: James Webb reveals a massive cosmic structure that challenges our understanding of the Universe | ScienceDaily
• whowhatwhy.org: Webb Telescope Reveals Massive Structure, Challenges Understanding of Universe - WhoWhatWhy

Traduction réalisée par IA de l’article original en anglais, vérifiée automatiquement pour dire la même chose que l’original. Les sources ont été vérifiées en anglais.