Imaginez deux « cités » colossales, composées de centaines de galaxies, se précipitant l'une vers l'autre à une vitesse phénoménale à travers le vide spatial. Elles se sont déjà percutées une première fois avant de s'écarter d'un million d'années-lumière, et convergent désormais à nouveau. C'est précisément ce spectacle dynamique illustrant la formation d'un amas de galaxies que le télescope spatial James Webb a réussi à capturer.
L'amas MACS J0553.4-3342 est situé dans la constellation de la Colombe, à environ 4 milliards d'années-lumière de la Terre. Nous l'observons tel qu'il était il y a environ 4,4 milliards d'années, une période relativement « jeune » pour ce type de structures. Contrairement aux amas matures et paisibles, celui-ci traverse encore une phase de fusion active entre deux sous-amas de masses sensiblement équivalentes.
Chacun de ces sous-amas est « ancré » autour d'une galaxie elliptique massive et brillante — les deux points les plus lumineux au centre de l'image, entourés de halos distincts. Une multitude de galaxies elliptiques plus petites sont déjà prisonnières de leur attraction gravitationnelle et s'intégreront progressivement au futur amas géant. Le processus est chaotique : les sous-amas se traversent à plusieurs reprises, tels des « auto-tamponneuses » cosmiques, avant de finir par fusionner totalement. Au cœur de l'amas bouillonne un gaz brûlant qui émet un puissant rayonnement X.
Webb a révélé cette scène avec un niveau de détail saisissant dans le proche infrarouge. Cependant, le plus impressionnant n'est pas tant les galaxies elles-mêmes que l'effet produit par leur gravité combinée. La masse de l'amas est telle qu'elle courbe l'espace-temps, agissant comme une lentille titanesque. De brillants arcs orangés sont nettement visibles sur l'image ; il s'agit de représentations déformées de galaxies d'arrière-plan très lointaines. L'une d'elles, sur la gauche, apparaît sous la forme de trois points lumineux : ce sont des images multiples d'une seule et même galaxie. Ces « lentilles gravitationnelles » permettent aux astronomes de sonder l'Univers encore plus primitif, en étudiant des objets qui seraient autrement trop faibles et trop éloignés.
Ce cliché a été réalisé dans le cadre du programme VENUS, un relevé portant sur les amas de galaxies massifs. De telles observations aident non seulement à comprendre la genèse des plus grandes structures de l'Univers, mais aussi à repérer, grâce à l'effet de lentille, les galaxies et étoiles les plus anciennes, voire des supernovas isolées.
Nous avons tendance à percevoir l'espace comme un environnement statique, mais Webb nous rappelle une fois de plus que l'Univers est un lieu de mouvement perpétuel, de collisions et de construction. En observant MACS J0553.4-3342, nous assistons littéralement à la naissance de l'une des « métropoles » du cosmos. Et ce spectacle est tout à la fois chaotique et d'une surprenante harmonie.
