Le radiotélescope de 12 m APEX a observé la brusque et massive formation d'étoiles qui a balayé l'Univers il y a dix milliards d'années. Résultat : les galaxies qui ont contribué à cette flambée sont devenues des elliptiques géantes, les plus massives de l'Univers actuel.

Dans le Fourneau

APEX a observé ses galaxies primordiales dans la constellation du Fourneau, dans une région du ciel baptisée Chandra Deep Field South que le VLT et les observatoires spatiaux Spitzer et Chandra ont déjà étudié longuement.

En estimant la masse des halos de matière noire autour d'elles, puis en simulant leur croissance par ordinateur, l'équipe britannique qui a analysé les données d'APEX a réalisé que ces galaxies extrêmement lointaines étaient les ancêtres des elliptiques.

Ce lien entre les galaxies « submillimétriques » (SMG) qui émettent dans le domaine de longueur d'onde auquel APEX est sensible et les galaxies les plus peuplées d'étoiles dans l'Univers était suspecté depuis longtemps.

Rayonnements décalés

Si certaines galaxies brillent tant dans le domaine submillimétrique, c'est en effet parce qu'elles forment intensément des étoiles. Dans l'univers proche, les pouponnières d'étoiles actives se révèlent dans l'infrarouge - une émission due au chauffage des grains de poussières qui constituent les cocons où les étoiles naissent. A cause de l'expansion de l'Univers, qui étire les longueurs d'onde au fil du temps, cette émission infrarouge est observée sous la forme de rayonnement submillimétrique pour les galaxies les plus lointaines.

Jamais cependant, le lien entre les galaxies ayant les plus fort taux de formation d'étoiles dans l'univers primordial et les galaxies les plus massives actuellement n'avait été si clairement établi.

Trous noirs, éteignoirs

Les données d'APEX montrent aussi que l'on trouve les SMG aux mêmes endroits que les quasars. Ces sources lumineuses ultralointaines révèlent des trous noirs supermassifs en activité. Autrement dit, en train d'ingérer de vastes quantités de matière.

Cette observation suggère que ces trous noirs sont alimentés par l'intense formation stellaire.

En émettant en retour de puissantes bouffées d'énergie, chassant le gaz où naissent les étoiles, ils auraient finalement interrompu la flambée stellaire d'il y a dix milliards d'années. D'où sa brièveté à l'échelle cosmique : seulement 100 millions d'années.