Formation hiérarchique des galaxies

Comment se forment les galaxies ? Selon le modèle cosmologique standard, la matière ordinaire (ou baryons) s’effondre dans les halos de matière noire, après son découplage d’avec les photons, 380 000 ans après le Big Bang. La matière noire, elle, s’est effondrée bien avant, pour former des halos, ou galaxies noires primordiales. Au début, les premières galaxies à former des étoiles sont les plus petites, elles fusionnent ensuite pour en former des plus massives, c’est une formation hiérarchique. L’assemblage de la masse des galaxies se fait par interaction et fusion, mais aussi par l’accrétion de gaz, provenant des filaments de la toile cosmique. Depuis plus de trente ans, les télescopes et notamment le télescope spatial Hubble (HST) nous permettent de regarder loin, et de remonter le temps pour étudier ces galaxies primordiales. Du fait du grand décalage vers le rouge, les images nous ont montré des galaxies fragmentées, grumeleuses. Depuis juillet 2022, les images provenant du JWST, dans l’infrarouge plus lointain, nous révèlent au contraire des galaxies plus régulières, des disques, des spirales et des barres, qui se voient clairement dans la population d’étoiles plus vieilles. Le nombre de galaxies visibles a beaucoup augmenté, et celles-ci sont capables d’expliquer la réionisation de l’Univers. La croissance des trous noirs supermassifs très tôt après le Big Bang pose encore des problèmes.