Une équipe internationale, dirigée par des astrophysiciens de l'Institut d'Astrophysique Spatiale d'Orsay (CNRS et Univ. Paris-Sud) et de l'Institut d'Astrophysique et Planétologie de Toulouse (CNRS, Univ Paul Sabatier), ont découvert à l'aide des satellites Planck et Herschel de l'Agence Spatiale Européenne (ESA) de nouvelles et énigmatiques galaxies lointaines formant d'impressionnantes quantités d'étoiles. La plupart de ces galaxies distantes ont la propriété curieuse de se regrouper fortement - et pourraient être les amas de galaxies en formation tant recherchés - , alors que d'autres sont seules mais néanmoins très brillantes - et sont confirmées comme étant des galaxies amplifiées par effet de lentille gravitationnelle. Ces galaxies lointaines nouvellement découvertes et très actives en formation stellaire peuvent aider les scientifique à répondre à une problématique centrale en cosmologie : comment se forment les grandes structures dans l'Univers ?
Du point de l'évolution des galaxies, l'étude des époques cosmiques durant lesquelles les galaxies formaient intensément des étoiles dans des halos de matière noire peut fournir une grande quantité de contraintes observationnelles. Parmi celles-ci on trouve la cinématique et l'histoire de l'évolution des galaxies dans les amas de galaxies massifs ainsi que sur le gaz intra-amas. Du point de vue de la cosmologie, les amas de galaxies fournissent des informations sur le contenu baryonique de l'Univers, sur l'agrégation de la masse à grande échelle en structures, ainsi que sur la présence d'éventuelles non-gaussianités primordiales1.La recherche d'amas de galaxies lointains et/ou de galaxies lointaines amplifiées par l'effet de lentille gravitationnelle est donc un des sujets brûlants de la cosmologie observationnelle contemporaine. Dans ce cadre, le satellite Planck de l'ESA a le potentiel de découvrir ces objets rares sur l'ensemble du ciel,alors que l'observatoire spatial Herschel de l'ESA peut parfaitement les examiner en détail.
Le satellite Planck fournit la première image de la totalité du ciel dans les ondes submillimétriques (au delà de l'infrarouge et presque dans les ondes radio) avec la sensibilité requise pour identifier systématiquement les rares sources submillimétriques les plus lumineuses et à grand redshift2 sur le ciel. Ces sources peuvent être soit des galaxies gravitationnellement amplifiées, soit le cumul de l'émission en infrarouge lointain et submillimétrique d'un ensemble de galaxies à sursaut intense de formation d'étoile. Ces groupes de galaxies sont prévus par les modèles, et devraient se trouver dans les halos de matière noire les plus massifs qui croissent et se contractent rapidement avec en leur sein du gaz et des galaxies. Ils constituent précisément ces premiers amas de galaxies (parfois appelés proto-amas) à grand redshift tant recherchés. Peu d'informations sont connues sur ces groupes de galaxies, et les scientifiques de Planck ont commencé une recherche dédiée et systématique dans les données sur tout le ciel, et beaucoup de candidats ont été découverts. Ces objets rares étant détectées par Planck, les astrophysiciens ont besoin d'une confirmation pour la caractérisation détaillée. Herschel a ainsi observé plus de 200de ces objets - dans le cadre d'un programme unique faisant intervenir du temps exceptionnellement accordé avant la fin de la mission - et a révélé des résultats surprenants.
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