Un filament de la toile cosmique s'étire à travers l'Univers jeune, et le long de celui-ci, comme des perles sur un collier, sont enfilées des galaxies. Au cœur du protocluster SSA22, qui deviendra dans des milliards d'années le centre d'un amas massif, ces perles sont encore brûlantes et poussiéreuses : en leur sein naissent des étoiles, et le gaz froid sert de carburant. Les astronomes ont plongé leur regard dans ce recoin lointain à l'aide des télescopes ALMA, JWST et JVLA, afin de comprendre comment les perles grandissent et pourquoi, un jour, elles se figent.
Il s'avère que les perles sont différentes. Certaines sont encore riches en gaz et étirées, comme un caramel mou : leurs étoiles sont dispersées sur un grand volume. D'autres se sont déjà contractées en amas denses, et leur gaz est presque épuisé. Entre ces extrêmes se dessine une séquence. Plus la galaxie est massive, moins elle contient de gaz et plus ses étoiles sont serrées. C'est un peu comme un caramel que l'on pétrit longtemps : il devient plus dur et plus petit.
Qu'est-ce qui fait se contracter les perles ? Le filament sur lequel elles sont suspendues. Tant que le filament alimente la galaxie en gaz froid, la formation d'étoiles y bouillonne et elle reste lâche. Lorsque le flux de gaz s'épuise, le carburant vient à manquer, la galaxie s'apaise progressivement, et les étoiles, sous l'effet de la gravité, se rassemblent plus densément. Ainsi, la perle de caramel mou se transforme en bonbon dur.
Aujourd'hui, au centre des amas de galaxies vivent des systèmes elliptiques géants qui ne forment plus d'étoiles depuis longtemps. Leurs ancêtres ressemblaient peut-être à ces perles poussiéreuses sur les filaments. En retraçant leur évolution, les astronomes ont obtenu une base observationnelle pour le scénario selon lequel les filaments de la toile cosmique nourrissent d'abord les galaxies, puis, lorsque l'alimentation cesse, les laissent se figer en sphères compactes. Ainsi, un collier de caramels mous devient, avec le temps, un fil de bonbons durs.
Le champ ADF22 contient des filaments de la toile cosmique directement visibles dans l'émission Lyman-alpha, parmi les premières structures de ce type découvertes à décalage vers le rouge 3. Dans ces filaments, les galaxies sont alignées comme des perles sur un collier, et leur évolution dépend de la distance au centre du halo massif.