Le télescope spatial James Webb possède un très large éventail de cibles. De la recherche des corps du système solaire, en passant par les exoplanètes jusqu’aux étoiles. Mais l’un des piliers de l’activité de ce télescope leader est aussi la recherche des galaxies. Et encore une fois de toutes les formes et distances possibles, depuis les objets nains proches de la Voie lactée, comme les célèbres nuages de Magellan, jusqu’aux galaxies extrêmement lointaines du début de l’univers, comme GLASS-z12, la galaxie confirmée la plus éloignée jusqu’à présent. date. Aujourd’hui, nous allons examiner une observation d’une galaxie très éloignée de nous, mais pas aussi loin que les objets enregistrés. Et quand je parle d’une galaxie, nous découvrirons également dans un instant qu’il s’agit en réalité de deux galaxies.
L’origine de la nouvelle mesure
L’astrophysicien américain Jeyhan Kartaltepe. Remarquez son collier.
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L’objet dont nous discutons aujourd’hui a été observé dans le cadre du projet COSMOS-Web. Le mot COSMOS a été créé ici comme un composé de l’expression Cosmic Evolution Survey, donc le nom lui-même suggère déjà que l’objectif principal du programme est l’étude de l’évolution des objets cosmiques. Il s’agit d’un projet de grande envergure auquel un certain nombre d’heures d’observation ont été allouées au cours de la première année d’exploitation du télescope Webb. Le chef du projet est l’astrophysicien américain Jeyhan Kartaltepe du Rochester Institute of Technology dans l’État de New York. À propos, la même femme a également dirigé le grand projet de télescope Hubble appelé CANDELS et fait également partie de la direction la plus proche du programme CEERS, dont nous avons déjà parlé à plusieurs reprises sur notre site Internet.
Mais revenons à COSMOS-Web. Des astrophysiciens de nombreux pays y participent également – Italie, Japon, Suisse, Danemark, Allemagne, France, Grande-Bretagne et Israël. Et bien sûr, un grand groupe de scientifiques américains, qui appartiennent à de nombreuses institutions, dont la plus grande partie est le California Institute of Technology, l’Université du Texas à Austin et diverses branches de l’Université de Californie. L’objectif de ce projet global est d’observer jusqu’à un million de galaxies distantes, ce qui devrait nous apprendre quelque chose de nouveau sur la façon dont les galaxies évoluent au fil du temps.
Objet d’intérêt
JWST-ER1 vu par l’instrument NIRCam du télescope Webb.
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Dans le cadre de cette enquête, les astronomes ont découvert un objet très intéressant, nommé JWST-ER1. Cependant, même à première vue, il est clair qu’il s’agit en réalité d’une paire de galaxies. La forme visible sur l’image n’est pas une coïncidence ordinaire, mais l’effet d’une lentille gravitationnelle. Pour rappel, la lentille gravitationnelle fonctionne un peu comme une lentille optique. Avec une lentille optique, nous constatons une diffusion ou une convergence de la lumière sur la lentille. Avec la lentille gravitationnelle, un objet situé au premier plan déforme et intensifie l’image d’un objet situé en arrière-plan. Les lentilles gravitationnelles sont divisées en lentilles fortes, faibles et microlentilles. Les deux derniers types ne sont pas importants pour nous pour le moment, concentrons-nous uniquement sur les objectifs puissants.
Dans le cas d’une forte lentille, l’objet au premier plan est généralement une galaxie ou un amas de galaxies, tandis que l’objet lentille en arrière-plan est le plus souvent une galaxie plus lointaine. Ce n’est pas différent dans ce cas également. De plus, nous sommes extrêmement chanceux ici. Les lentilles gravitationnelles n’ont généralement pas de si belles formes. Mais maintenant, nous avons de la chance, car de notre point de vue, les deux objets se trouvent sur une ligne droite presque parfaite. Le résultat est une très belle image, où l’objet le plus proche se trouve au centre, tandis que l’image la plus éloignée est déformée en un anneau presque parfait. Ce phénomène est appelé anneau d’Einstein, du nom de l’auteur de la relativité générale. Nous connaissons peu d’anneaux d’Einstein aussi parfaits dans l’univers.
Deux composants d’un objet
La découverte a été rendue possible grâce au dispositif NIRCam fonctionnant dans le rayonnement proche infrarouge. Cette dernière a permis de voir le bel anneau d’Einstein constitué de galaxies appelées JWST-ER1g et JWST-ER1r. JWST-ER1g est l’objet de lentille au centre. C’est une galaxie relativement massive et compacte avec un rayon d’environ 21 000 années-lumière et une masse d’environ 650 milliards de masses solaires. Il s’agit d’une galaxie calme dans laquelle les étoiles ont presque cessé de se former (le rythme de leur formation est estimé à quatre masses solaires par an) et, à ce titre, elle est probablement le prédécesseur des galaxies elliptiques géantes d’aujourd’hui.
Une vue agrandie de l’anneau Einstein du JWST-ER1, afin que la zone la plus large puisse être vue.
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Mais un ancêtre très lointain. Il montre un redshift de 1,94. J’avoue que par rapport aux redshifts volant dans les airs avec les projets JADES, GLASS ou CEERS, où l’on parle souvent de valeurs de 10, 12 voire plus, le redshift (c’est-à-dire l’extension de longueur d’onde côté récepteur – simplement de combien la longueur d’onde s’est allongée entre le moment de l’émission et le moment où nous l’avons intercepté) 1,94 peut ne pas sembler trop élevé. Mais les apparences sont trompeuses dans cette affaire. Un redshift de 1,94 signifie que cette galaxie existait dans un univers vieux d’environ 3,9 milliards d’années et que sa distance par rapport à nous est donc d’environ 9,9 milliards d’années-lumière.
À gauche, l’anneau Einstein complet JWST-ER1, au milieu et à droite, des images individuelles des différents composants.
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L’anneau est constitué de la galaxie JWST-ER1r. Il a un redshift d’environ 2,98 (mais déterminé par une méthode photométrique moins précise, donc la valeur peut encore changer), ce qui signifie une distance de plus de 12 milliards d’années-lumière. À gauche et à droite du centre, vous pouvez remarquer deux zones rougeâtres distinctes dans l’anneau, dont l’origine n’est pas encore expliquée de manière entièrement satisfaisante. Cependant, ce que nous pouvons clairement voir, c’est la forme presque parfaite de l’anneau d’Einstein et aussi le fait qu’aucune région de formation d’étoiles, queue de marée ou autre irrégularité significative n’a été identifiée dans cette galaxie.
Conclusion
Cette (relativement) nouvelle observation fait partie des relevés les plus intéressants du télescope Webb à ce jour pour un groupe de galaxies situées à des distances intermédiaires, quoi que cela signifie, en bref, des galaxies qui ne sont ni très proches ni extrêmement éloignées. De plus, les mesures JWST-ER1 pourraient nous aider à mieux comprendre le processus d’évolution des galaxies. D’autres observations de cet objet spécial sont déjà en projet. Cela devrait examiner plus en détail les structures que nous voyons ici et aider à clarifier si la galaxie centrale est réellement l’ancêtre de l’un des membres géants du noyau de l’amas de galaxies, comme nous l’observons par exemple dans les amas proches bien connus de la Vierge ou Les cheveux de Bérénice.
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2024-02-03 02:14:39
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