Une étude, dont les résultats intitulés «An extremely young massive clump forming by gravitational collapse in a primordial galaxy» ont été publiés dans la revue Nature, a permis, grâce aux données couplées du télescope spatial Hubble et du télescope Subaru (Hawaii), de découvrir la naissance d’un super-amas d’étoiles au sein d’une galaxie située à 11 milliards d’années-lumière (z = 1.987).

Rappelons tout d'abord qu'au sein des galaxies les amas géants constitués de très jeunes étoiles correspondent à «des régions denses et très actives de formation d’étoiles». Dans le cas présent, ce super-amas d’étoiles, qui est apparu il y a «seulement 10 millions d’années et contient une très grande quantité de gaz», forme en étoiles «l’équivalent de 30 fois la masse du Soleil par an, avec une efficacité dix fois supérieure aux valeurs moyennes observées à cette époque de l’histoire cosmique».

Cette observation prouve que «qu’au début de l’Univers, les amas d’étoiles nouvellement formés au sein des galaxies résistent à l’action destructrice des vents stellaires et des supernovae» et peuvent «ainsi survivre plusieurs centaines de millions d’années, et ce contrairement aux prédictions de certains modèles théoriques».

D'autre part, «un ensemble de simulations hydrodynamiques à très haute résolution», effectuées «en utilisant le supercalculateur du Très grand centre de calcul du CEA et du GENCI pour reproduire la formation de ces super-amas», indiquent «que, dans les galaxies riches en gaz, le gaz se fragmente et forme beaucoup de nouvelles étoiles dans une même région durant les premiers millions d’années, atteignant des valeurs concordant avec les données du super-amas observé».

Cependant, «après une quinzaine de millions d’années environ, l’effet des vents stellaires provenant des jeunes étoiles massives et de l’explosion des premières supernovae devient suffisamment fort pour contrebalancer l’effondrement gravitationnel du gaz» de sorte que «la formation stellaire décroit alors progressivement».

En outre, comme «les super-amas recensés dans les autres galaxies distantes correspondent à des complexes d’étoiles nettement plus évolués et plus âgés», le caractère exceptionnel du phénomène découvert ici («un super-amas observé dans sa jeunesse, et présentant un taux de formation d’étoiles très élevé») impose «que la durée de vie des super-amas observés dans l’Univers lointain pourrait atteindre au moins 500 millions d’années».

En conséquence, cette contrainte «exclut certains scénarios théoriques qui prédisent la destruction rapide des super-amas jeunes par l’action des vents provenant des étoiles massives nouvellement formées, et corrobore l’idée que ceux-ci peuvent vivre suffisamment longtemps pour évoluer dans le disque galactique au sein duquel ils se sont formés» en migrant vers le cœur de la galaxie et en jouant «un rôle majeur dans la croissance du bulbe et du trou noir géant central».