Une ville vue de nuit depuis les airs semble calme, mais dans ses quartiers, la vie grouille : quelque part, des rues sont barrées, ailleurs, des chantiers sont en cours, et dans les sous-sols, les équipements vrombissent. C'est un peu ainsi que les astronomes ont perçu l'amas de galaxies SPT-CL J2215-3537, situé si loin que sa lumière a mis plus de 8 milliards d'années pour nous parvenir. Auparavant, sur les images en rayons X, cet amas était considéré comme l'un des plus calmes et « détendus » de l'Univers jeune, mais de nouvelles observations de l'observatoire spatial Chandra ont montré qu'il s'y produit des mouvements notables.
La principale découverte est une paire de « fronts froids » : ce sont des régions où la température du gaz chaud (le plasma qui remplit l'espace entre les galaxies) change brusquement, comme si d'immenses vagues roulaient lentement à l'intérieur de l'amas. De tels fronts apparaissent lorsque l'amas est récemment entré en collision avec un autre objet ou lorsque son noyau oscille, comme de la gelée après une secousse. C'est la première fois que de telles structures sont observées à une distance aussi grande — un nouvel outil pour étudier comment les plus grandes « métropoles » de l'Univers ont grandi.
Autre détail : au centre de l'amas, on a trouvé une cavité géante — une « bulle » dans le gaz chaud, probablement soufflée par un trou noir supermassif. Celui-ci éjecte de l'énergie, mais les calculs montrent que le gaz se refroidit et retombe vers le centre plus vite que le trou noir ne parvient à le réchauffer. Cela signifie que l'amas traverse actuellement une brève période de transition : bientôt, à l'échelle cosmique, le mécanisme d'autorégulation devrait s'enclencher, lorsque le réchauffement par le trou noir compensera le refroidissement. Ces moments de « basculement » sont très rares, et en attraper un est une grande chance.
L'étude a également montré que les méthodes traditionnelles d'évaluation du « calme » des amas peuvent être trompeuses à grande distance. Certains paramètres liés à la luminosité du centre évoluent au fil du temps différemment de ce qu'on supposait, et c'est pourquoi même un amas actif peut sembler paisible. Les scientifiques devront revoir les anciennes classifications et, peut-être, trouver encore quelques « villes tranquilles » où, en réalité, l'agitation règne.
Le gaz chaud dans un amas de galaxies est si ténu que, dans un laboratoire terrestre, on le considérerait comme un vide, mais à l'échelle de millions d'années-lumière, il brille en rayons X et conserve la trace des collisions.