Le télescope spatial James Webb a permis aux astronomes de découvrir que la plupart des premières galaxies, il y a environ 12 milliards d’années, contenaient du gaz brillant qui éclipsait les étoiles, en raison d’interactions avec les galaxies voisines. Cette percée, offrant de nouvelles perspectives sur l’évolution des galaxies et sur l’univers primitif, met en évidence l’impact transformateur du JWST sur l’astrophysique.
De nouvelles images du télescope spatial James Webb (JWST) ont permis aux astronomes australiens de découvrir les secrets de la façon dont les galaxies naissantes ont déclenché une explosion de formation d’étoiles au tout début de l’Univers.
Certaines des premières galaxies étaient riches en gaz qui brillait si fort qu’il éclipsait les étoiles émergentes. Dans une nouvelle étude, les astronomes ont découvert à quel point ces galaxies brillantes étaient répandues il y a environ 12 milliards d’années.
Les images du JWST ont montré que près de 90 % des galaxies de l’univers primitif possédaient ce gaz incandescent, produisant ce que l’on appelle des « caractéristiques de raies d’émission extrêmes ».
Images d’une galaxie lointaine à raies d’émission extrêmes. Vu par le télescope spatial James Webb (à gauche) et le télescope spatial Hubble (à droite). Cette comparaison met en évidence la clarté des images JWST. Crédit : Centre d’excellence ARC pour toute l’astrophysique du ciel en 3 dimensions (ASTRO 3D)
« Les étoiles de ces jeunes galaxies étaient remarquables, produisant juste la bonne quantité de rayonnement pour exciter le gaz environnant. Ce gaz, à son tour, brillait encore plus fort que les étoiles elles-mêmes », explique le Dr Anshu Gupta du Centre d’excellence ARC pour l’astrophysique du ciel en 3 dimensions (ASTRO 3D) et du nœud de l’Université Curtin du Centre international de recherche en radioastronomie (
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>ICRAR), l’auteur principal d’un article décrivant la découverte.
« Jusqu’à présent, il était difficile de comprendre comment ces galaxies étaient capables d’accumuler autant de gaz. Nos résultats suggèrent que chacune de ces galaxies avait au moins une galaxie voisine proche. L’interaction entre ces galaxies provoquerait le refroidissement du gaz et déclencherait un épisode intense de formation d’étoiles, entraînant cette caractéristique d’émission extrême.
Progrès dans l’observation des galaxies de l’univers primitif
Cette découverte est un exemple graphique de la clarté inégalée qu’offre le télescope JWST dans l’étude de l’Univers primitif.
« La qualité des données du télescope James Webb est exceptionnelle », déclare le Dr Gupta. « Il a la profondeur et la résolution nécessaires pour voir les voisins et l’environnement autour des premières galaxies datant de l’époque où l’Univers n’avait que 2 milliards d’années. Avec ce détail, nous avons pu constater une différence marquée dans le nombre de voisines entre les galaxies présentant des caractéristiques d’émission extrêmes et celles qui n’en ont pas.
Galaxie cible vue par le télescope spatial James Webb (à gauche) et le télescope spatial Hubble (à droite). La résolution et la clarté sans précédent des images JWST ont permis d’identifier les galaxies voisines (cercles cyan) que Hubble ne pouvait même pas voir. Crédit : Centre d’excellence ARC pour toute l’astrophysique du ciel en 3 dimensions (ASTRO 3D)
Auparavant, nous avions du mal à obtenir une image claire des galaxies datant d’environ 2 milliards d’années de l’âge de l’Univers. Comme de nombreuses étoiles devaient encore se former, la tâche était rendue plus difficile avec beaucoup moins de galaxies sur lesquelles se concentrer.
“Avant JWST, nous ne pouvions réellement obtenir une image que de galaxies vraiment massives, dont la plupart se trouvent dans des amas très denses, ce qui les rend plus difficiles à étudier”, explique le Dr Gupta. « Avec la technologie disponible à l’époque, nous ne pouvions pas observer 95 % des galaxies que nous avons utilisées dans cette étude. Le télescope James Webb a révolutionné notre travail.
Images d’une galaxie lointaine à raies d’émission extrêmes. Vu par le télescope spatial James Webb (à gauche) et le télescope spatial Hubble (à droite). Cette comparaison met en évidence la clarté des images JWST. Crédit : Centre d’excellence ARC pour toute l’astrophysique du ciel en 3 dimensions (ASTRO 3D)
Confirmation des hypothèses précédentes
La découverte a prouvé les hypothèses précédentes, déclare Tran, directeur associé d’ASTRO 3D et du Centre d’astrophysique de Harvard et du Smithsonian. “Nous soupçonnions que ces galaxies extrêmes étaient le signe d’interactions intenses dans l’univers primitif, mais ce n’est qu’avec les yeux perçants de JWST que nous pourrions confirmer notre intuition”, dit-elle.
La recherche s’est appuyée sur les données obtenues dans le cadre de l’enquête JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES), qui explore l’Univers des premières galaxies grâce à l’imagerie infrarouge profond et à la spectroscopie multi-objets. Cela ouvre la voie à de nouvelles perspectives.
Images d’une galaxie lointaine à raies d’émission extrêmes. Vu par le télescope spatial James Webb (à gauche) et le télescope spatial Hubble (à droite). Cette comparaison met en évidence la clarté des images JWST. Crédit : Centre d’excellence ARC pour toute l’astrophysique du ciel en 3 dimensions (ASTRO 3D)
« Ce qui est vraiment passionnant dans cette pièce, c’est que nous voyons des similitudes entre les raies d’émission entre les toutes premières galaxies et les galaxies qui se sont formées plus récemment et qui sont plus faciles à mesurer. Cela signifie que nous disposons désormais de davantage de moyens de répondre aux questions sur l’univers primitif, une période techniquement très difficile à étudier », explique le deuxième auteur, Ravi Jaiswar, doctorant à l’Université Curtin/ICRAR et ASTRO 3D.
«Cette recherche est au cœur du travail de notre programme Galaxy Evolution. En comprenant à quoi ressemblent les premières galaxies, nous pouvons répondre aux questions sur l’origine des éléments qui composent notre vie quotidienne ici sur Terre », explique le professeur Emma Ryan-Weber, directrice d’ASTRO 3D.
Référence : « Enquête MOSEL : JWST révèle des fusions majeures/des interactions fortes conduisent aux raies d’émission extrêmes dans le premier univers » par Anshu Gupta, Ravi Jaiswar, Vicente Rodriguez-Gomez, Ben Forrest, Kim-Vy Tran, Themiya Nanayakkara, Anishya Harshan, Elisabete da Cunha, Glenn G. Kacprzak et Michaela Hirschmann, Le
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>Journal d’Astrophysique.
DOI : 10.48550/arXiv.2311.02158
2023-11-14 02:42:19
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