Top 5 des découvertes faites par le télescope Web James jusqu’à présent

Le télescope spatial James Webb (JWST) est un télescope spatial principalement développé pour l’astronomie infrarouge. En tant que plus grand télescope optique en orbite, son excellente résolution infrarouge et sa sensibilité lui permettent de voir des objets que le télescope spatial Hubble ne peut pas voir car ils sont trop tôt, loin ou faibles. Ceci est prévu pour permettre un large éventail d’enquêtes astronomiques et cosmologiques, telles que la détection des premières étoiles et le développement des premières galaxies, ainsi qu’une caractérisation atmosphérique approfondie des exoplanètes éventuellement habitables.

Les photographies de Webb montrent une pléthore de galaxies scintillantes dans le cosmos lointain, apparaissant quelques centaines de millions d’années seulement après le Big Bang, il y a 13,8 milliards d’années. Les croyances des astronomes sur l’Univers primitif ont été remises en question par les images extraordinairement nettes du télescope.

“Nous avions en tête une idée de ce que les galaxies à ces [distances] ressemblerait et combien de détails nous serions capables de voir, mais je pense que la réalité est juste un peu époustouflante », déclare Jeyhan Kartaltepe, astronome au Rochester Institute of Technology à New York.

Voici quelques-unes des choses que les astronomes ont apprises des premières observations de Webb

Il y a énormément de galaxies là-bas

Parce que Webb détecte la lumière infrarouge et parce que l’expansion du cosmos étend la lumière à des longueurs d’onde plus rouges, il est le mieux adapté à la détection des galaxies qui se sont formées au début de l’histoire de l’Univers. Webb a détecté plusieurs galaxies lointaines qui sont hors de portée d’autres observatoires, comme le télescope spatial Hubble, dans son programme d’observation initial, qui a débuté en juin.

L’âge des premières galaxies a commencé environ 250 millions d’années après le Big Bang, lorsque les premières étoiles ont émergé et illuminé l’Univers. Les générations ultérieures d’étoiles se sont transformées en galaxies, qui sont les taches rouges sombres que Webb découvre maintenant. De nombreuses photos de Webb contiennent des galaxies inédites dans l’Univers lointain. « Il n’y a presque pas d’espace libre là où il n’y a rien », explique Kartaltepe.

Une étude a passé en revue les données de nombreux champs de galaxies lointaines de Webb pour déterminer le rythme auquel les étoiles se sont créées dans l’Univers primitif. Il a découvert 44 galaxies jusque-là inconnues datant de 300 millions d’années après le Big Bang. Les observations, lorsqu’elles sont combinées avec 11 galaxies précédemment connues, suggèrent qu’il y avait une énorme population de galaxies générant des étoiles au début de l’Univers1. Les résultats “réaffirment la grande promesse d’une plus grande [Webb] des programmes pour modifier notre compréhension du jeune Univers », ont écrit les chercheurs, dirigés par Callum Donnan de l’Université d’Édimbourg, dans un rapport publié sur le serveur de préimpression arXiv.

De nombreuses galaxies se disputent le titre de “la plus éloignée”

La ruée des équipes de recherche qui se précipitent pour découvrir la galaxie la plus éloignée dans les données Webb est peut-être la ruée la plus visible. Un certain nombre de prétendants ont été identifiés qui devront être confirmés par des recherches supplémentaires, mais tous battraient le record de Hubble pour la galaxie la plus éloignée, qui remonte à environ 400 millions d’années après le Big Bang.

Un concurrent a fait surface dans un scan Webb appelé GLASS, qui comprenait également une autre galaxie un peu moins éloignée. “La découverte de ces deux galaxies brillantes a été une véritable surprise”, déclare Marco Castellano, astronome à l’Institut national d’astrophysique de Rome. Lui et ses collègues ne s’attendaient pas à trouver des galaxies aussi éloignées dans une si petite zone du ciel. Une deuxième équipe a découvert les deux galaxies indépendamment.

Certaines galaxies primitives sont étonnamment complexes

Les galaxies lointaines de Webb révèlent également plus de complexité que ne l’avaient prévu les astronomes. Une enquête sur la première image en champ profond de Webb a découvert un nombre étonnamment élevé de galaxies lointaines avec des formes en forme de disque9. En utilisant Hubble, les astronomes ont découvert que les galaxies lointaines ont une forme plus irrégulière que les galaxies plus proches, qui, comme la Voie lactée, ont des formes uniformes comme des disques. Selon cette notion, les premières galaxies étaient plus fréquemment déformées par des interactions avec des galaxies voisines. Les données Webb, d’autre part, montrent qu’il y a jusqu’à dix fois plus de galaxies distantes en forme de disque qu’on ne le pensait auparavant.

Un autre manuscrit préimprimé soutient que d’énormes galaxies sont apparues plus tôt dans l’histoire de l’Univers qu’on ne le pensait auparavant. Une équipe dirigée par Ivo Labbé de l’Université de technologie de Swinburne à Melbourne, en Australie, rapporte avoir trouvé sept grandes galaxies avec des décalages vers le rouge allant de 7 à 10. Les scientifiques écrivent : « Nous en déduisons que les zones centrales d’au moins certaines énormes galaxies étaient déjà largement dans lieu 500 millions d’années après le Big Bang, et cette formation massive de galaxies a commencé très tôt dans l’histoire de l’Univers.

Les galaxies plus proches sont plus petites que prévu

Les surprises de Webb se poursuivent bien plus tard dans l’évolution de l’Univers. Une étude a examiné les découvertes de Webb sur le “midi cosmique”, qui s’est produit environ trois milliards d’années après le Big Bang. C’est à ce moment que la création d’étoiles de l’Univers a atteint son apogée et que le plus de lumière a été produite. Wren Suess, astronome à l’Université de Californie à Santa Cruz, a examiné les photographies de Hubble et Webb de galaxies autour de midi cosmique. La plupart des grandes galaxies semblaient nettement plus petites dans les longueurs d’onde infrarouges de Webb que dans les images de Hubble12. “Il a le potentiel de révolutionner toute notre compréhension de l’évolution de la taille des galaxies au fil du temps”, déclare Suess. Les enquêtes de Hubble ont révélé que les galaxies commencent petites et grossissent avec le temps, mais les découvertes de Webb suggèrent que Hubble n’avait pas une image complète et que l’évolution galactique pourrait être plus complexe que ne le pensaient les astronomes.