De nouvelles découvertes confirment que JWST a surpassé le télescope Hubble dans sa capacité à observer l’Univers primordial.
Une équipe internationale d’astronomes, comprenant des scientifiques des universités de Cambridge, Hertfordshire et Oxford, a rapporté la découverte des premières galaxies jamais confirmées dans notre Univers.
Cette image prise par le télescope spatial James Webb met en évidence la région étudiée par le JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES). Crédit : NASA, ESA, CSA, M. Zamani (ESA/Webb)
En utilisant les données de la Télescope spatial James Webb (JWST)les scientifiques ont confirmé observations de galaxies remontant aux premiers jours de l’Univers, moins de 350 millions d’années après le Big Bang – lorsque l’Univers n’avait que 2% de son âge actuel.
Les images de JWST avaient précédemment suggéré des candidats possibles pour ces premières galaxies. Leur âge a été confirmé à l’aide de longues observations spectroscopiques, qui mesurent la lumière pour déterminer la vitesse et la composition des objets dans l’espace.
Ces observations ont révélé des modèles distinctifs dans la minuscule quantité de lumière provenant de ces galaxies incroyablement faibles, permettant aux scientifiques d’établir que la lumière qu’elles émettent a mis 13,4 milliards d’années pour nous atteindre, et corroborant leur statut de certaines des premières galaxies jamais observées. .
Les scientifiques peuvent confirmer que deux de ces galaxies sont plus éloignées que toutes les observations faites par le télescope Hubble, ce qui souligne l’incroyable puissance et la capacité de JWST à détecter des parties inédites de l’univers le plus ancien.
« Il était crucial de prouver que ces galaxies habitent effectivement l’Univers primitif, car il est très possible que des galaxies plus proches se fassent passer pour des galaxies très éloignées », a déclaré le Dr Emma Curtis-Lake de l’Université du Hertfordshire, auteur principal sur un des deux papiers sur les constatations. « Voir le spectre révélé comme nous l’espérions, confirmant que ces galaxies sont à la limite de notre champ de vision, certaines plus loin que Hubble ne pouvait voir – c’est une réalisation extrêmement excitante pour la mission! »
Les résultats ont été obtenus grâce à une collaboration internationale de plus de 80 astronomes de dix pays via le programme JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES). L’équipe s’est vu allouer un peu plus d’un mois d’observation sur le télescope, à l’aide des deux instruments embarqués : le Spectrographe Proche Infrarouge (NIRspec) et la caméra proche infrarouge (NIRCam). Ces instruments ont été développés dans le but principal d’étudier les galaxies les plus anciennes et les plus faibles.
« Il est difficile de comprendre les galaxies sans comprendre les périodes initiales de leur développement », a déclaré le Dr Sandro Tacchella du laboratoire Cavendish de Cambridge et de l’institut Kavli de cosmologie, co-auteur principal du deuxième papier. « Tout comme avec les humains, une grande partie de ce qui se passe plus tard dépend de l’impact de ces premières générations d’étoiles. Tant de questions sur les galaxies attendaient l’opportunité transformatrice de Webb, et nous sommes ravis de pouvoir jouer un rôle dans la révélation de cette histoire.
« Pour la première fois, nous avons découvert des galaxies seulement 350 millions d’années après le big bang, et nous pouvons être absolument sûrs de leurs distances fantastiques », a déclaré Brant Robertson de l’Université de Californie à Santa Cruz, co-auteur principal du deuxième article. . « Trouver ces premières galaxies dans des images d’une beauté aussi époustouflante est une expérience particulière. »
Pendant 10 jours d’observation, l’équipe d’astronomes JADES s’est concentrée sur une petite portion de ciel à l’intérieur et autour du télescope spatial Hubble Champ ultra profondqui depuis plus de 20 ans est un favori des astronomes et a été analysé à la limite de presque tous les grands télescopes ayant existé.
Cependant, avec JWST, l’équipe a pu observer dans neuf gammes de longueurs d’onde infrarouges différentes, fournissant une image extrêmement nette et sensible du champ. L’image révèle près de 100 000 galaxies, chacune à des milliards d’années-lumière, dans un point d’épingle du ciel équivalent à regarder un écran de téléphone portable à travers un terrain de football.
Les toutes premières galaxies étaient identifiables par leurs bandes de couleurs distinctives, visibles dans la lumière infrarouge mais invisibles dans d’autres longueurs d’onde. Dans une rare fenêtre d’observation continue de 28 heures, le spectrographe proche infrarouge a été utilisé pour étaler la lumière émise par chaque galaxie dans un spectre arc-en-ciel. Cela a permis aux astronomes de mesurer la quantité de lumière reçue à chaque longueur d’onde et d’étudier les modèles de lumière uniques créés par les propriétés du gaz et des étoiles dans chaque galaxie.
Fondamentalement, il a été révélé que quatre des galaxies provenaient plus tôt dans l’Univers que toutes les observations précédentes.
« Nos observations suggèrent que la formation des premières étoiles et galaxies a commencé très tôt dans l’histoire de l’Univers », a déclaré le professeur Andrew Bunker de l’Université d’Oxford.
« Il s’agit d’un grand pas en avant dans notre compréhension de la formation des premières galaxies », a déclaré le professeur Roberto Maiolino du laboratoire Cavendish de Cambridge et de l’Institut Kavli de cosmologie, co-auteur de l’un des deux articles.
« Nous avons pu disséquer la lumière provenant de ces galaxies au tout début de l’univers et, pour la première fois, caractériser en détail leurs propriétés. C’est vraiment fascinant et intrigant de découvrir à quel point ces systèmes étaient jeunes et que les processus stellaires n’avaient pas encore réussi à polluer ces galaxies avec des éléments chimiques plus lourds que l’hélium.
Les astronomes de l’équipe JADES prévoient maintenant de se concentrer sur une autre zone du ciel pour mener d’autres spectroscopies et imageries, dans l’espoir d’en révéler plus sur les premières origines de notre Univers et sur la façon dont ces premières galaxies évoluent avec le temps cosmique.
La source: L’université de Cambridge
