Découverte d’un immense et mystérieux anneau de galaxies défiant nos connaissances de l’Univers

Scoperto enorme e misterioso anello di galassie che sfida le nostre conoscenze dell’Universo

Une équipe de recherche internationale a découvert un mystérieux et immense anneau de galaxies dans l’espace, surnommé le Grand Anneau. En raison de sa taille – il a un diamètre de 1,3 milliard d’années-lumière – il ne peut pas être expliqué par le Principe Cosmologique, l’une des principales théories astrophysiques. Pour les scientifiques, c’est un véritable mystère.

En bleu, le Grand Anneau de Galaxies, en rouge, l'Arche Géante. Crédit : Stellarium / Université du Lancashire Central (UCLan)

En bleu, le Grand Anneau de Galaxies, en rouge, l’Arche Géante. Crédit : Stellarium / Université du Lancashire Central (UCLan)

Au cœur de l’espace lointain, à plus de 9 milliards d’années-lumière de la Terre, une structure circulaire géante et inexplicable composée de galaxies a été découverte. Les scientifiques l’ont surnommé le Grand Anneau. Il fait partie des sept objets les plus gigantesques jamais identifiés dans le vide de l’espace : il a en effet un diamètre de 1,3 milliard d’années-lumière et une circonférence d’environ 4 milliards d’années-lumière. Il est tellement immense que s’il était visible dans le ciel, il occuperait le même espace que 15 pleines lunes regroupées dans le firmament. Mais surtout, le Grand Anneau défie l’un des piliers des études astrophysiques, le Principe Cosmologique. En d’autres termes, nous ne pouvons pas expliquer ce « cercle de galaxies » avec nos connaissances et théories actuelles.

< p> Selon le fascinant Principe Cosmologique, l’Univers serait homogène et isotrope à des échelles suffisamment grandes, c’est-à-dire bien au-delà des planètes, des étoiles et des galaxies, qui, bien qu’énormes de notre point de vue (limité), sont néanmoins « insignifiantes » par communiqué à l’immensité du cosmos. En vertu de cette homogénéité théorisée, les astrophysiciens ont calculé qu’il ne devrait pas exister d’objets plus grands d’environ 1,2 milliard d’années-lumière ; mais le Grand Anneau et les autres structures géantes découvertes précédemment défient ouvertement cette limite théorique. Elles sont trop grandes pour expliquer un cosmos homogène. Il y a donc de plus en plus de preuves que nous sommes confrontés à une théorie qui n’est pas soutenue par des bases solides, de sorte que les chercheurs seront amenés à la revoir à un certain moment. Un peu comme cela a déjà été fait avec le Principe Cosmologique Parfait (une variante du premier) conçu au milieu du siècle dernier, selon lequel l’Univers serait homogène non seulement dans l’espace, mais aussi dans le temps. La théorie a été abandonnée car elle était en contradiction avec d’autres théories cosmologiques, comme le fond cosmologique des micro-ondes.

Un groupe de recherche international dirigé par des scientifiques britanniques de l’Université du Lancashire Central (UCLan), qui ont collaboré étroitement avec des collègues de l’Université de Louisville (États-Unis), a découvert le Grand Anneau. Les chercheurs, coordonnés par la doctorante Alexia Lopez du Jeremiah Horrocks Institute à l’université britannique, ont identifié cette immense structure alors qu’ils scrutaient le ciel profond « illuminé » par la lumière des quasars (sources radio actives quasi-stellaires), des noyaux galactiques actifs capables de faire ressortir des objets faibles et lointains comme les galaxies de l’Univers primordial. À l’aide de cette technique particulière, la doctoresse Lopez avait déjà découvert une autre structure immense, l’Arche Géante, caractérisée par un diamètre de 3,3 milliards d’années-lumière, elle aussi composée d’une séquence extraordinaire de galaxies.

Le aspect le plus intrigant de la découverte du Grand Anneau réside dans le fait que cette structure se trouve à seulement 12 degrés de distance de l’Arche Géante, près de la constellation de la Charrue (également connue sous le nom de Bouvier). Selon les scientifiques, cette proximité ne serait peut-être pas du tout fortuite ; en termes simples, les deux objets pourraient faire partie d’une structure encore plus grande, capable de faire vaciller avec plus de vigueur les fondations du Principe Cosmologique. « C’est le septième grande structure découverte dans l’univers qui contredit l’idée selon laquelle le cosmos serait homogène à plus grande échelle. Si ces structures sont réelles, elles sont certainement des points de réflexion pour les cosmologistes et la pensée acceptée sur l’évolution de l’univers au fil du temps », a déclaré le Dr Robert Massey, vice-directeur de la Royal Astronomical Society à la BBC. « Aucune de ces deux structures ultra-géantes n’est facile à expliquer dans notre compréhension actuelle de l’univers », a souligné la doctoresse Lopez dans un communiqué de presse, faisant référence au Grand Anneau et à l’Arche Géante.

< p> Alors de quoi s’agit-il exactement ? La doctoresse Lopez explique que ce Grand Anneau pourrait être lié aux oscillations acoustiques baryoniques (BAO), c’est-à-dire les « échos » de l’Univers primordial formés par les ondes sonores, révélées à travers la matière ordinaire. En termes très simples, il s’agit d’empreintes d’anciennes galaxies. Mais selon la théorie cosmologique, ces BAO devraient être sphériques, tandis que le Grand Anneau, bien qu’il soit circulaire en deux dimensions, a plus la forme d’une spirale, comme celle d’un tire-bouchon orienté vers la Terre, selon les scientifiques. Une autre théorie fascinante suggère que l’anneau de galaxies pourrait être lié aux cordes cosmiques, elles aussi des structures dérivées des débuts de l’Univers et capables – théoriquement – d’influencer la distribution de la matière. Mais il est clair que nous sommes confrontés à un véritable mystère.

< p>« D’après les théories cosmologiques actuelles, nous ne pensions pas que des structures de cette échelle étaient possibles. Nous pourrions peut-être nous attendre à une structure extrêmement grande dans tout notre univers observable. Pourtant, le Grand Anneau et l’Arche Géante sont deux structures énormes et elles sont aussi des voisines cosmiques, ce qui est extraordinairement fascinant », explique la doctoresse Lopez. Il est probable que les scientifiques devront revoir en profondeur certaines des théories les plus solides avec lesquelles nous pensons pouvoir expliquer (au moins partiellement) les grands mystères de l’Univers. Les détails de cette recherche passionnante ont été présentés lors d’une conférence de presse lors de la 243e réunion de la Société astronomique américaine (AAS).