Découverte d'une galaxie ancienne regorgeant de gaz propice à la formation d'étoiles

Alors que l'Univers n'avait guère que 700 millions d'années — soit environ 5 % de son âge actuel —, une galaxie lointaine nommée REBELS-25 abritait déjà un immense réservoir de gaz froid, ce carburant essentiel à la formation des étoiles. Une nouvelle étude a permis, pour la première fois, de détecter directement du gaz à de telles distances cosmiques ; elle apporte un indice précieux pour répondre à l'une des questions les plus tenaces de l'astronomie : comment les premières galaxies ont-elles pu croître aussi rapidement ?

Du monoxyde de carbone datant de 13 milliards d'années
Publiée dans les *Monthly Notices of the Royal Astronomical Society*, cette étude a été dirigée par Karin Cescon, de l'université de Leyde. Son équipe a utilisé le *Very Large Array* (VLA) de la NSF et ALMA, consacrant près de 40 heures à traquer de faibles signaux de monoxyde de carbone (CO) provenant de REBELS-25, une galaxie située à un décalage vers le rouge (*redshift*) de z = 7,31, en pleine époque de la réionisation. La détection de la raie CO(3-2) qu'ils ont réalisée correspond à la raie CO de basse énergie la plus lointaine jamais enregistrée. En combinant les données du VLA et d'ALMA, ils ont estimé la masse de gaz moléculaire de la galaxie à environ 100 milliards de masses solaires, avec une fraction de gaz d'environ 95 %.

Des galaxies gorgées de carburant et les perspectives d'avenir
Une fraction de gaz d'environ 95 % signifie que la quasi-totalité de la masse de REBELS-25 était constituée de gaz n'ayant pas encore été transformé, confirmant ainsi que certaines galaxies primitives entamaient leur phase intense de formation d'étoiles déjà riches en matière. Jusqu'à présent, les astronomes ne pouvaient que déduire indirectement l'existence de telles réserves de gaz ; cette détection directe modifie la donne quant à ce qui est mesurable à l'aube cosmique. À cette distance, le fond diffus cosmologique — rayonnement fossile issu du Big Bang — agit comme un arrière-plan lumineux qui atténue les signaux du CO, rendant la détection particulièrement ardue. Le futur *Next-Generation VLA* (ngVLA) permettra d'effectuer ces mesures dix fois plus vite, offrant aux scientifiques la possibilité de cartographier la manière dont des populations entières de galaxies primitives ont alimenté leur croissance rapide.