Un immense et étrange nuage de gaz pourrait être une galaxie qui n'a jamais réussi à fabriquer la moindre étoile.
Dans l'Univers, les galaxies brillent grâce à leurs étoiles. Pourtant, les astronomes pensent que certaines pourraient exister presque dans le noir. Elles contiendraient du gaz et surtout de la matière noire, mais aucune étoile assez lumineuse pour être détectée. Un objet récemment découvert pourrait correspondre à cette description.
Vue générale de l’antenne du radiotélescope FAST, dans le Guizhou chinois.
Image : Wikimedia Commons, crédits sur la fiche du fichier.
Il a été repéré avec FAST, un immense radiotélescope installé en Chine. Cet instrument capte notamment les ondes émises par l'hydrogène, le gaz le plus abondant dans l'Univers. Les chercheurs ont ainsi identifié un nuage isolé, baptisé J1351+0039, là où aucune galaxie n'est visible.
Ils y ont ensuite cherché des étoiles. Rien n'est apparu. Cela ne veut pas dire qu'il n'y en a absolument aucune : une population d'étoiles très faible ou très dispersée pourrait encore échapper aux observations. Mais le nuage est suffisamment vaste et discret pour intriguer les scientifiques.
Les mesures indiquent qu'il contient de l'hydrogène pour une masse équivalant à environ 480 000 Soleils. Pourtant, les mouvements de ce gaz laissent penser que la masse totale de l'objet atteint environ 130 millions de Soleils. Il semble donc contenir beaucoup plus de matière qu'on ne peut en voir.
La matière noire pourrait expliquer ce décalage. Invisible aux télescopes, elle exerce néanmoins une attraction gravitationnelle. Les astronomes pensent qu'elle forme autour des galaxies de vastes enveloppes qui retiennent le gaz et les étoiles. Dans ce cas particulier, une telle enveloppe pourrait avoir maintenu du gaz mais sans jamais produire d'étoiles.
Pourquoi ? L'objet serait peut-être trop petit pour que son gaz puisse se refroidir et se rassembler suffisamment. La lumière ultraviolette qui baigne l'Univers depuis ses premières époques aurait contribué à maintenir ce gaz chaud. Sans nuages assez denses, aucune étoile ne pourrait naître.
D'autres indices vont dans ce sens : le gaz tourne très lentement et ses mouvements désordonnés semblent surtout l'empêcher de s'effondrer sur lui-même. De plus, les astronomes n'ont pas trouvé de grande galaxie voisine qui aurait pu lui arracher de la matière. J1351+0039 pourrait donc être un objet resté isolé depuis longtemps.
Des observations encore plus profondes avec Hubble ou James-Webb seront nécessaires pour rechercher les étoiles les plus discrètes. L'étude a été rendue publique sous forme de prépublication scientifique, avant sa validation par une revue.