Dans l'Univers primordial, à peine un milliard et demi d'années après le Big Bang, trois galaxies massives sont entrées en collision dans un petit volume d'espace. Leur danse gravitationnelle a projeté d'immenses flux de gaz froid qui s'étendent sur 60 kiloparsecs, soit vingt fois le diamètre de notre Galaxie. Ces rivières lumineuses de carbone ionisé (des atomes ayant perdu un électron) sont devenues la découverte majeure des astronomes utilisant le réseau de radiotélescopes ALMA dans le désert chilien d'Atacama.

Pendant longtemps, on ignorait comment les galaxies elliptiques supergéantes accumulent leur masse au cours des premiers milliards d'années, et d'où proviennent les métaux dans le gaz chaud des amas. Désormais, on a découvert que les flux de marée, arrachés par la gravité lors de la fusion, emportent environ la moitié du gaz de l'une des galaxies et enrichissent le milieu environnant en éléments lourds. La comparaison de la cinématique du gaz dans les flux avec le mouvement des galaxies dans l'espace des phases (coordonnées et vitesses des objets ensemble) montre qu'environ la moitié des galaxies et tous les amas de flux se trouvent sur une même caustique, une courbe le long de laquelle ils se déplacent de manière cohérente. Cela indique une origine commune lors de l'effondrement.

Le gaz de ces rivières est chauffé par des ondes de choc, et non par le rayonnement ultraviolet des jeunes étoiles. Le rapport masse/luminosité dans la raie [CII] pour les amas est anormalement bas, 2.95 masses solaires par luminosité solaire, soit dix fois plus faible que la valeur typique pour les galaxies à de tels décalages vers le rouge. C'est comme si une rivière brillait non pas grâce aux lampadaires sur ses rives, mais grâce au frottement interne de l'eau sur les pierres. De telles éjections constituent un nouveau canal d'enrichissement du milieu protogalactique en métaux et de son chauffage.

Pour l'instant, il s'agit de connaissances fondamentales : elles affinent les modèles de formation des galaxies, mais n'ont pas d'applications pratiques visibles. Cependant, sans ces observations, il est impossible de comprendre comment naissent les galaxies les plus brillantes des amas en si peu de temps. À l'avenir, des observations dans le domaine térahertz avec une haute résolution angulaire permettront de mesurer directement la poussière dans les amas, et des spectres de gaz moléculaire serviront à tester l'hypothèse du chauffage par choc. Des simulations numériques incluant la rétroaction des noyaux actifs de galaxies aideront à comprendre à quelle fréquence de telles éjections se produisaient dans l'Univers primordial.