La façon dont certaines galaxies tournent aujourdâhui semble encore porter la marque des conditions qui rĂ©gnaient peu aprĂšs le Big Bang. Une Ă©quipe internationale a dĂ©tectĂ© cette empreinte dans lâorientation du gaz de galaxies elliptiques massives proches, avec un signal statistique significatif. Cette mesure apporte un test direct dâune idĂ©e formulĂ©e depuis plusieurs dĂ©cennies sur lâorigine de la rotation galactique.
Pour comprendre ce rĂ©sultat, il faut remonter Ă la naissance des galaxies. Avant leur formation, la matiĂšre nâĂ©tait pas rĂ©partie uniformĂ©ment dans lâUnivers. Les diffĂ©rences de densitĂ© produisaient des forces gravitationnelles inĂ©gales, appelĂ©es forces de marĂ©e. Selon la thĂ©orie du couple de marĂ©e, ces forces ont donnĂ© un mouvement de rotation aux futures galaxies avant mĂȘme quâelles ne prennent leur forme actuelle.

Les rotations galactiques portent lâempreinte de lâUnivers primordial.
Le problĂšme est que des milliards dâannĂ©es dâĂ©volution ont ensuite brouillĂ© ce signal initial. Les galaxies ont fusionnĂ©, attirĂ© du gaz et interagi avec leur environnement. On pouvait donc se demander si leur orientation actuelle conservait encore une information mesurable sur ces conditions trĂšs anciennes.
Les auteurs ont comparĂ© des observations de galaxies proches avec une reconstruction de la distribution initiale de matiĂšre dans cette mĂȘme rĂ©gion de lâUnivers. Cette reconstruction, issue du projet ELUCID, permet dâestimer le champ gravitationnel primordial ayant agi sur les structures qui allaient devenir les galaxies observĂ©es aujourdâhui.
Le signal le plus net apparaĂźt dans le gaz de galaxies elliptiques centrales et massives. Leur axe de rotation prĂ©sente une corrĂ©lation directionnelle avec celui prĂ©dit Ă partir du champ primordial avec une signification dâenviron 7 sigma, ce qui signifie que la probabilitĂ© dâobtenir un tel accord par une fluctuation statistique alĂ©atoire est extrĂȘmement faible selon le modĂšle utilisĂ©.
Toutes les galaxies ne montrent pas le mĂȘme niveau de corrĂ©lation. Lâanalyse principale porte notamment sur 781 galaxies elliptiques et 815 galaxies spirales disposant de mesures fiables de la rotation du gaz. Les spirales donnent un signal moins marquĂ©, en partie parce quâune plus grande fraction appartient Ă des halos de masse oĂč la reconstruction devient moins prĂ©cise.
Autrement dit, lâinformation initiale nâa pas totalement disparu malgrĂ© lâĂ©volution cosmique. Cette persistance renforce la thĂ©orie du couple de marĂ©e, qui relie directement la rotation des galaxies aux irrĂ©gularitĂ©s gravitationnelles prĂ©sentes dans lâUnivers jeune. Elle transforme aussi lâorientation des galaxies en une nouvelle donnĂ©e exploitable pour tester certains modĂšles cosmologiques.
Les auteurs envisagent notamment dâutiliser ces corrĂ©lations pour contraindre des paramĂštres comme la masse des neutrinos. Cette piste demande encore des Ă©chantillons plus vastes et des reconstructions plus prĂ©cises. Les donnĂ©es et plusieurs codes employĂ©s dans lâĂ©tude ont Ă©tĂ© rendus publics, ce qui permet dĂ©sormais de reproduire les mesures et de tester la mĂ©thode sur dâautres relevĂ©s.