L’univers fabrique deux fois moins d’étoiles qu’il y a quatre milliards et demi d’années. Le plus troublant, c’est que le carburant nécessaire, lui, est presque toujours là. Une équipe chinoise vient de mettre ce paradoxe en chiffres.
Le 1er septembre 2026, une collaboration internationale menée par l’Académie chinoise des sciences a publié dans la revue Nature Astronomy une mesure d’une précision inédite.
En combinant le radiotélescope géant FAST et les données de l’instrument américain DESI, les chercheurs ont pesé l’hydrogène atomique de quelque 2,5 millions de galaxies.
Verdict : depuis 4,5 milliards d’années, la naissance des étoiles s’est effondrée, mais le réservoir de gaz qui devrait les alimenter n’a presque pas bougé.
Si cela ne permet pas d’y répondre, ce verdict permet d’avancer par dichotomie dans la résolution de l’un des plus grands mystères de notre univers : pourquoi la création d’étoiles ralentit-elle ?
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La formation d’étoiles s’effondre alors que l‘univers regorge d’hydrogène
À l’échelle de l’univers, la fabrique d’étoiles tourne au ralenti depuis des milliards d’années. Le rythme de formation stellaire a chuté d’un facteur 2,46 sur les 4,5 derniers milliards d’années : là où le cosmos allumait un certain nombre de soleils, il en allume aujourd’hui donc moins de la moitié. Le déclin est régulier et documenté depuis longtemps.
L’explication qui vient spontanément à l’esprit est celle de la panne sèche. Les galaxies auraient peu à peu consommé le gaz froid nécessaire à la naissance des étoiles, comme une voiture qui ralentit faute d’essence.
Séduisante sur le papier, cette hypothèse a un défaut : si elle était vraie, la chute de la formation stellaire devrait s’accompagner d’un effondrement comparable des réserves de gaz. Or les observations ne montraient rien de tel.
Restait à le prouver par une mesure solide, ce qui n’avait jamais vraiment été possible.
Comment on pèse le gaz de deux millions de galaxies ?
Le problème, c’est que l’hydrogène atomique est terriblement discret. On le repère grâce à une onde radio très faible, émise à une longueur d’onde de 21 centimètres, un signal si ténu qu’il se noie dans le bruit de fond dès qu’on vise une galaxie lointaine. Pendant des années, les astronomes ont été coincés par un dilemme : les relevés très sensibles ne couvraient qu’un mince coin de ciel, tandis que ceux qui balayaient large manquaient de finesse pour capter ces murmures radio.
L’équipe a contourné l’obstacle en mariant deux instruments. D’un côté, FAST, le radiotélescope chinois de cinq cents mètres de diamètre niché dans une cuvette du Guizhou, l’oreille radio la plus sensible de la planète.
De l’autre, DESI, un spectrographe américain installé en Arizona, qui a mesuré avec précision la distance de millions de galaxies. En sachant exactement où chercher, les chercheurs ont pu empiler les signaux radio de 2,5 millions de galaxies réparties sur près d’un tiers du ciel. Isolément inaudible, chaque murmure, additionné aux autres, finit par former un signal moyen exploitable. Une façon d’entendre une rumeur en faisant chanter la foule à l’unisson.
Le carburant est là, les étoiles manquent
Sur ces 4,5 milliards d’années, la densité d’hydrogène atomique n’a diminué que d’un facteur 1,35, et même 1,12 seulement une fois les corrections appliquées par l’équipe. Autant dire une quasi-stabilité, à comparer au plongeon d’un facteur 2,46 de la formation d’étoiles. Le réservoir est resté presque plein pendant que l’usine tournait au ralenti.
| Sur les 4,5 derniers milliards d’années | Évolution | Ce que ça signifie |
|---|---|---|
| Formation d’étoiles | Divisée par 2,46 | L’univers allume aujourd’hui moins de la moitié des étoiles d’autrefois |
| Hydrogène atomique (réservoir) | Diminué d’un facteur 1,35, voire 1,12 après correction | Le carburant de base est resté presque intact |
| Hydrogène moléculaire (carburant direct) | Décline en phase avec les étoiles | C’est lui, et non le réservoir, qui manque à l’appel |
Le facteur 1,35 correspond à la mesure brute, le facteur 1,12 à la valeur retenue après correction des biais par les auteurs. Source : Nature Astronomy (2026).
La « vraie » question a changé
En vérité, la question est mal posée. Les étoiles ne naissent pas directement de l’hydrogène atomique. Elles se forment au sein de nuages bien plus denses d’hydrogène moléculaire, où deux atomes se lient pour former une molécule. L’hydrogène atomique n’est qu’une étape intermédiaire, un vaste entrepôt de matière première qui doit encore être raffiné en un carburant plus concentré avant de pouvoir donner des soleils.
Le paradoxe se dissout alors, mais pour laisser place à une énigme encore plus complexe.
Le problème n’est pas que l’univers manque de gaz : c’est qu’il transforme de moins en moins bien son gaz brut en gaz à étoiles. La question glisse du « le carburant s’épuise-t-il ? » vers le « pourquoi devient-il si difficile de fabriquer des étoiles alors que les réserves sont pleines ? ».
Les chercheurs avancent une piste. À mesure que l’univers s’étend et vieillit, les grands filaments de matière qui alimentaient les galaxies se font moins généreux, et le gaz se raréfie en densité. Faute d’être suffisamment comprimé et alimenté, l’hydrogène atomique se convertit plus lentement en hydrogène moléculaire. Le réservoir général reste plein, mais le robinet qui le relie aux pouponnières d’étoiles se resserre peu à peu.
Rien n’est tranché pour autant. Les modèles numériques de l’univers ne s’accordent pas encore : certaines simulations prévoient un réservoir d’hydrogène quasi constant, d’autres un léger déclin plus proche des observations.
En posant un nouveau jalon de mesure sur le cycle du gaz cosmique, FAST et DESI offrent aux théoriciens un garde-fou solide. Reste à comprendre pourquoi, dans un cosmos encore gorgé de matière première, les grandes fabriques d’étoiles s’éteignent lentement, une à une. L’univers ne meurt pas de faim ; il perd, doucement, l’art de cuisiner.
Sources principales :
- Nature Astronomy, Weak evolution of cosmic atomic hydrogen over the past 4.5 billion years (1er septembre 2026)
https://www.nature.com/articles/s41550-026-02965-9
Article original mesurant la densité d’hydrogène atomique sur 2,5 millions de galaxies et son écart avec le déclin de la formation stellaire. - EurekAlert! (Chinese Academy of Sciences), Declining star formation not caused by simple “fuel crisis” (septembre 2026)
https://www.eurekalert.org/news-releases/1142061
Communiqué de l’Académie chinoise des sciences détaillant la méthode FAST + DESI et l’interprétation du résultat.
Image de mise en avant : « FAST et DESI redéfinissent notre vision de l’évolution cosmique » (fournie par les Observatoires astronomiques nationaux de Chine et l’Observatoire astronomique de Shanghai de l’Académie chinoise des sciences).
