Le télescope spatial James Webb Science de la publication anticipée (ERS) – publié pour la première fois le 12 juillet 2022 – s’est avéré être un trésor de découvertes et de percées scientifiques.
Parmi les nombreux domaines de recherche qu’il permet, il y a l’étude des populations stellaires résolues (RST), qui a fait l’objet de ERS 1334.
Cela fait référence à de grands groupes d’étoiles suffisamment proches pour que des étoiles individuelles puissent être discernées mais suffisamment éloignées pour que les télescopes puissent en capturer plusieurs à la fois. Un bon exemple est le Wolf-Lundmark-Melotte (WLM) galaxie naine voisine de la Voie Lactée.
Kristen McQuinn, professeure adjointe d’astrophysique à l’Université Rutgers, est l’une des principales scientifiques du programme Webb ERS dont les travaux sont axés sur les RST. Récemment, elle a parlé à Natasha Pirospécialiste principal des communications de la NASA, explique comment le JWST a permis de nouvelles études sur le WLM.
Les observations améliorées de Webb ont révélé que cette galaxie n’a pas interagi avec d’autres galaxies dans le passé.
Selon McQuinn, cela en fait un excellent candidat pour les astronomes pour tester les théories de la formation et de l’évolution des galaxies. Voici les faits saillants de cette entrevue.
Concernant WLM
Le WLM est à environ 3 millions d’années-lumière de la Terre, ce qui signifie qu’il est assez proche (en termes astronomiques) de la Voie lactée. Cependant, il est également relativement isolé, ce qui amène les astronomes à conclure qu’il n’a pas interagi avec d’autres systèmes dans le passé.
Lorsque les astronomes ont observé d’autres galaxies naines proches, ils ont remarqué qu’elles sont généralement intriquées avec la Voie lactée, indiquant qu’elles sont en train de fusionner.
Cela les rend plus difficiles à étudier puisque leur population d’étoiles et de nuages de gaz ne peut pas être entièrement distinguée de la nôtre.
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Une autre chose importante à propos du WLM est qu’il est faible en éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium (qui étaient très répandus dans l’Univers primitif). Des éléments tels que le carbone, l’oxygène, le silicium et le fer se sont formés dans les noyaux des premières étoiles de la population et ont été dispersés lorsque ces étoiles ont explosé en supernovae.
Dans le cas de WLM, qui a connu la formation d’étoiles tout au long de son histoire, la force de ces explosions a repoussé ces éléments au fil du temps. Ce processus est connu sous le nom de “vents galactiques” et a été observé avec de petites galaxies de faible masse.
JWST Images
Les nouvelles images Webb offrent la vue la plus claire de WLM jamais vue. Auparavant, la galaxie naine était imagée par le Caméra matricielle infrarouge (IAC) sur le Télescope spatial Spitzer (SST).
Celles-ci ont fourni une résolution limitée par rapport aux images Webb, ce qui peut être vu dans la comparaison côte à côte (illustrée ci-dessous).
Comme vous pouvez le voir, l’optique infrarouge et la suite d’instruments avancés de Webb offrent une vue beaucoup plus profonde qui permet de différencier les étoiles et les caractéristiques individuelles. Comme McQuinn l’a décrit :
“Nous pouvons voir une myriade d’étoiles individuelles de couleurs, de tailles, de températures, d’âges et de stades d’évolution différents ; des nuages intéressants de gaz nébulaire dans la galaxie ; des étoiles de premier plan avec des pointes de diffraction de Webb ; et des galaxies d’arrière-plan avec des caractéristiques soignées comme des queues de marée. C’est vraiment une image magnifique.”
Le programme ERS
Comme McQuinn l’a expliqué, le principal objectif scientifique d’ERS 1334 est de s’appuyer sur l’expertise antérieure développée avec Spitzer, Hubble et d’autres télescopes spatiaux pour en savoir plus sur l’histoire de la formation d’étoiles dans les galaxies.
Plus précisément, ils réalisent une imagerie multibande profonde de trois systèmes stellaires résolus dans un mégaparsec (~ 3 260 années-lumière) de la Terre à l’aide de Webb Caméra proche infrarouge (NIRCam) et Spectrographe sans fente d’imagerie proche infrarouge (DES BRUITS).
Ceux-ci incluent l’amas globulaire M92la galaxie naine ultra-faible Draco IIet la galaxie naine WLM en formation d’étoiles.
La population d’étoiles de faible masse dans WLM le rend particulièrement intéressant car elles ont une longue durée de vie, ce qui signifie que certaines des étoiles que l’on y voit aujourd’hui peuvent s’être formées au début de l’Univers.
“En déterminant les propriétés de ces étoiles de faible masse (comme leur âge), nous pouvons avoir un aperçu de ce qui s’est passé dans un passé très lointain”, a déclaré McQuinn.
“C’est très complémentaire de ce que nous apprenons sur la formation précoce des galaxies en regardant systèmes à décalage vers le rouge élevéoù nous voyons les galaxies telles qu’elles existaient lors de leur formation.”
Un autre objectif est d’utiliser la galaxie naine WLM pour calibrer le JWST afin de s’assurer qu’il peut mesurer la luminosité des étoiles avec une extrême précision, ce qui permettra aux astronomes de tester des modèles d’évolution stellaire dans le proche infrarouge.
McQuinn et ses collègues développent et testent également un logiciel non propriétaire pour mesurer la luminosité des étoiles résolues imagées avec le NIRCam, qui sera mis à la disposition du public.
Les résultats de leur projet ESR seront publiés avant l’appel à propositions du cycle 2 (27 janvier 2023).
Le télescope spatial James Webb est dans l’espace depuis moins d’un an mais s’est déjà révélé inestimable. Les vues à couper le souffle du cosmos qu’il a fournies incluent des images en champ profond, des observations extrêmement précises de galaxies et de nébuleuses et des spectres détaillés d’atmosphères de planètes extrasolaires.
Les percées scientifiques qu’il a déjà permises n’ont été rien de moins que révolutionnaires. Avant la fin de sa mission prévue de 10 ans (qui pourrait être étendue à 20), des percées véritablement révolutionnaires sont attendues.
Cet article a été initialement publié par Univers aujourd’hui. Lis le article original.
