Où naissent les étoiles : les filaments de l'Univers express
L'Univers ressemble à une toile d'araignée géante : les galaxies ne sont pas dispersées au hasard, mais regroupées en nœuds et le long de filaments. À l'intérieur des filaments, il y a beaucoup de gaz, et c'est là que de nouvelles étoiles s'allument le plus souvent. Mais comment cela a-t-il évolué avec le temps ? Les scientifiques ont comparé les données d'un modèle informatique et les observations réelles de milliers de galaxies.
Il s'est avéré que dans l'Univers jeune, les galaxies avec une formation d'étoiles intense se blottissaient effectivement contre les filaments. En revanche, à des époques plus récentes, elles s'en sont éloignées. Les galaxies calmes, où les étoiles ne naissent presque plus, se sont rapprochées des filaments au fil du temps. Les galaxies avec un rythme de formation d'étoiles normal se tenaient au milieu.
Ce n'est pas simplement un fait curieux. Cela signifie que la structure à grande échelle de l'Univers — les filaments et les vides — contrôle directement la vie des galaxies. Et cela est visible même à des distances de milliards d'années-lumière.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2602.21890
Cosmological simulations suggest that various galaxy properties depend on their location within the cosmic web. Yet direct observational evidence of the dependence of star formation activity on distance to filaments remains scarce and is missing at z>1. We investigate how starburst, main-sequence (MS), and quenched galaxies are distributed with respect to cosmic web filaments, and how this distribution evolves with redshift. We first use the SIMBA cosmological simulation to predict the redshift evolution of the mean distance to the closest filament from z=3 to z=0 for different galaxy populations after removing stellar-mass dependencies. We then measure the corresponding signal in the COSMOS field, using COSMOS2020 and COSMOS-Web data, where accurate photometric redshifts enable reconstruction of the projected cosmic web from z=2 to z=0.5, and starbursts are identified through far-infrared spectral energy distribution fitting. In agreement with the results from SIMBA, starburst galaxies are found closer to filaments at z>1 and at larger distances at z<1, MS galaxies occupy intermediate environments with little evolution, and quenched galaxies show progressively shorter distances to filaments toward low redshift, with a crossing between starburst and MS populations around z~1. In COSMOS-Web, the relative evolution in the average distance to filaments between starburst and MS galaxies is detected at a significance level of at least 5{\sigma}. We show that a minimal toy model in which the only environmental ingredient is the sSFR-filament distance modulation measured in simulations is sufficient to reproduce the observed differential evolution of the average filament distance between starburst and MS galaxies. These results show that the imprint of large-scale environmental effects on the star formation activity of galaxies, predicted by simulations, is detectable from z=2 down to z=0.5.
Les sursauts les plus brillants de formation d'étoiles dans l'Univers jeune se produisaient plus près des filaments cosmiques, et des milliards d'années plus tard, la situation s'est inversée.