Galaxie primordiale

Pour observer des galaxies telles qu'elles étaient à une période aussi reculée de l'histoire de l'Univers, il faut scruter ce qu'on appelle un champ profond afin de découvrir des objets vieux de plus de 13 milliards d'années (Ga) — donc situés à plus de 13 milliards d'années-lumière (Gal) de la Terre —, l'âge du Big Bang étant estimé à 13,77 Ga.

Les premières galaxies aussi lointaines ont été découvertes par le télescope spatial Hubble, notamment EGS-zs8-1 en mai 1015 (z = 7,73 ; 13,04 Ga), EGSY8p7 en juillet 1015 (z = 8,68 ; 13,2 Ga) et GN-z11 en 2016 (z = 11 ; 13,4 Ga). Le télescope spatial James-Webb poursuit cette recherche depuis son entrée en fonction en juillet 2022, et a déjà en mars 2023 découvert une dizaine de galaxies lointaines, dont JADES-GS-z13-0 (en), le record de distance actuel (z = 13 ; 13,6 Ga).

Dans les scénarios standard de formation des galaxies primordiales, celles-ci se constituent à partir de concentrations locales de matière noire qui attirent gravitationnellement de la matière ordinaire environnante. Ces scénarios en prédisent l'âge probable et le rythme de croissance.

Les galaxies primordiales découvertes par Hubble sont globalement en accord avec ces scénarios (typiquement, vues telles qu'elles étaient 400 Ma après le Big Bang, elles ont une masse de l'ordre de 1 % de celle de la Voie lactée), à l'exception notable de HUDF-JD2 (apparemment trop massive vu son âge, mais avec quelques doutes sur cet âge et cette masse). Les premières découvertes de James-Webb viennent semer le doute sur la validité des scénarios standard, avec notamment six galaxies observées entre 500 et 700 Ma après le Big Bang, et déjà de masse comparable à celle de la Voie lactée[1] - [2] - [3].