Une semaine plus tard, les astronomes ont découvert une galaxie plus profonde dans le temps

Agrandir / Le télescope spatial James Webb continue de tenir sa promesse de découvrir les premières galaxies.

Nasa

Les données du télescope spatial Webb n’ont atteint les astronomes qu’au cours des dernières semaines, mais ils attendent depuis des années et il semble que l’analyse soit prête. Le résultat est comme une course dans le temps, alors que de nouvelles découvertes trouvent des objets qui se sont formés plus près du Big Bang qui a produit notre univers. La semaine dernière, Une de ces quêtes Une galaxie existante a émergé moins de 400 millions d’années après le Big Bang. Cette semaine, une nouvelle analyse a révélé des galaxies apparues seulement 233 millions d’années après l’émergence de l’univers.

Cette découverte est un sous-produit passionnant d’un travail conçu pour répondre à une question plus générale : combien de galaxies devrions-nous voir à différents moments après le Big Bang ?

Retour à cette époque

Comme nous l’avons signalé la semaine dernière, l’univers primitif était opaque à toute longueur d’onde transportant plus d’énergie que nécessaire pour ioniser l’hydrogène. Cette énergie se situe dans la partie ultraviolette du spectre, mais le redshift causé par l’expansion de l’univers sur 13 milliards d’années a déplacé ce point limite vers la partie infrarouge du spectre. Pour trouver des galaxies de cette époque, nous devons rechercher des objets qui sont invisibles aux longueurs d’onde infrarouges plus courtes (ce qui signifie que la lumière était autrefois au-dessus de l’intersection de l’hydrogène), mais qui apparaissent dans des longueurs d’onde d’énergie inférieure.

Plus la frontière entre le visible et l’invisible dans l’infrarouge est profonde, plus le décalage vers le rouge est fort et plus l’objet est éloigné. Plus un objet est éloigné, plus il est proche du Big Bang.

L’étude de ces galaxies peut nous renseigner sur la nature de chacune. Mais l’identification de grands amas de galaxies primitives peut nous aider à déterminer à quelle vitesse ils se sont formés et à identifier tout changement dans la dynamique galactique qui s’est produit à un moment donné dans le passé de l’univers. Le changement de la fréquence des objets visibles au fil du temps est appelé la «fonction de luminosité», et certains travaux ont été effectués pour décrire la fonction de luminosité des premières galaxies. Mais les longueurs d’onde infrarouges des premières galaxies étaient absorbées par l’atmosphère terrestre, et devaient donc être imagées depuis l’espace. C’était l’un des objectifs de conception du télescope Webb.

Le nouveau travail se concentre sur l’examen de la fonction de luminosité des galaxies qui se sont formées peu de temps (astronomiquement) après le Big Bang. Mais en cataloguant les premières galaxies, les chercheurs ont découvert ce qui semblait être les plus anciennes galaxies jamais photographiées.

Sélection d’emploi

Les chercheurs ont utilisé deux sources de données pour reconstruire l’apparence de la galaxie à différents moments. L’un a été produit en analysant les travaux effectués avec des télescopes infrarouges (ESA vue du télescope) et le télescope spatial Spitzer, qui ont tous deux photographié des galaxies relativement plus anciennes lorsqu’ils ont produit de la lumière qui atteint maintenant la Terre – environ 600 millions d’années environ après le Big Bang. Autres données intégrées générées par Webb, y compris l’ensemble de données analysé dans l’article Signalez-nous Et la zone a été filmée en Première diffusion d’image publique. Dans tous les cas, les chercheurs recherchaient la même chose : des choses aux longueurs d’onde infrarouges les plus longues mais pas aux plus courtes.

Au total, l’équipe a identifié 55 galaxies lointaines, dont 44 n’avaient jamais été observées auparavant. Trente-neuf d’entre eux proviennent de données Web, et ce nombre comprend deux galaxies anciennes identifiées la semaine dernière. Les chiffres ne sont pas très précis pour les décalages vers le rouge plus élevés, car ils ne sont basés que sur une ou deux galaxies. Mais en général, la tendance est à un déclin progressif des objets visibles dans les quelques centaines de millions d’années qui ont suivi le Big Bang, sans changements ni coupures brusques.

Mais ce qui est étonnant, c’est qu’il existe des données pour une galaxie à un très grand décalage vers le rouge (z = 16,7, pour ceux qui comprennent cela). Cela le place moins de 250 millions d’années après le Big Bang. Cette distance dépend en partie du fait que le premier filtre de longueur d’onde auquel l’objet apparaît est très faible à cet endroit, indiquant que l’objet est faible aux longueurs d’onde autorisées par le filtre. Cela indique que la déconnexion de la lumière induite par l’hydrogène est proche du bord de la bande du filtre.

Comme la galaxie lointaine décrite la semaine dernière, cette galaxie semble également avoir l’équivalent matériel d’un milliard de soleils sous forme d’étoiles. Les chercheurs estiment qu’il pourrait avoir commencé à former des étoiles 120 millions d’années après le Big Bang, et certainement il y a 220 millions d’années.

Les chercheurs sont à peu près sûrs que cette nouvelle galaxie est une véritable trouvaille : “Après des recherches approfondies, nous ne pouvons actuellement pas trouver d’explication plausible pour cet objet, autre qu’une nouvelle galaxie à décalage vers le rouge.” Et en ajoutant une deuxième confirmation indépendante des découvertes de galaxies précédentes, cela augmente considérablement notre confiance dans la découverte. Tout cela suggère que le nouveau télescope tient ses promesses, du moins en ce qui concerne les premières galaxies.

La grande question est maintenant de savoir ce qui se produira lorsqu’ils seront pointés dans une région avec une lentille élevée, ce qui pourrait grossir les objets au point où nous pouvons imaginer des structures dans ces premières galaxies. Nous l’avons peut-être déjà fait, mais nous devons attendre que la description apparaisse dans le fichier arXiv.

fichiers arXiv. Numéro abstrait : 2207.12356 (À propos d’arXiv).

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