Les premières galaxies se sont peut-être formées beaucoup plus tôt qu’on ne le pensait, selon les observations du télescope spatial James Webb qui remodèlent la compréhension des astronomes de l’univers primitif.
Les chercheurs utilisant le puissant observatoire ont publié des articles dans la revue Lettres du journal astrophysiqueEt le Documentation de deux exceptionnellement lumineuxdes galaxies exceptionnellement éloignées, sur la base des données recueillies au cours des premiers jours du démarrage de Webb en juillet.
Sa luminosité intense indique deux possibilités intrigantes, ont déclaré jeudi des astronomes lors d’un appel à la presse de la NASA.
La première est que ces galaxies sont si massives, avec autant d’étoiles de faible masse comme galaxies aujourd’hui, qu’elles ont dû se former après 100 millions d’années d’histoire. le Big Bang qui s’est produit il y a 13,8 milliards d’années.
C’est 100 millions d’années avant la fin actuelle de ce que l’on appelle l’âge sombre cosmique, lorsque l’univers ne contenait que du gaz et matière noire.
La deuxième possibilité est qu’elles soient formées d’étoiles du « cluster III », qui n’ont jamais été observées mais sont supposées n’être composées que d’hélium et d’hydrogène, avant que les éléments lourds n’existent.
Parce que ces étoiles brûlent si chaud à leurs températures extrêmes, leurs galaxies constitutives n’auraient pas besoin d’être énormes pour tenir compte de la luminosité que Webb a vue et pourraient commencer à se former plus tard.
« Nous voyons des galaxies si brillantes et lumineuses si tôt que nous ne savons vraiment pas ce qui se passe ici », a déclaré aux journalistes Garth Illingworth de l’Université de Californie à Santa Cruz.
La découverte rapide de galaxies a également remis en question les attentes selon lesquelles Webb aurait besoin de balayer une zone beaucoup plus vaste pour trouver de telles galaxies.
« C’est assez surprenant qu’il y ait autant de ceux qui se sont formés si tôt », a ajouté l’astrophysicien Cihan Kartaltepe du Rochester Institute of Technology.
Plus loin la lumière des étoiles
L’existence des deux galaxies a été définitivement découverte entre 450 et 350 millions d’années après le Big Bang.
Le second d’entre eux, nommé GLASS-z12, représente désormais la lumière stellaire la plus lointaine jamais vue.
Plus les objets sont éloignés de nous, plus il faut de temps pour que leur lumière nous atteigne, donc regarder dans l’univers lointain signifie voir dans le passé profond.
Parce que ces galaxies sont si loin de la Terre, au moment où leur lumière nous atteint, elle a été étirée par l’expansion de l’univers et déplacée vers la région infrarouge du spectre lumineux.
Webb peut détecter la lumière infrarouge avec une précision beaucoup plus grande que n’importe quel appareil avant lui.
Séparer les deux hypothèses concurrentes serait un « véritable défi », a déclaré à l’AFP Illingworth, co-auteur de l’article sur GLASS-z12, bien que la troisième idée de population lui soit plus attrayante, car elle ne nécessiterait pas de modifier les modèles cosmologiques existants. .
Les équipes espèrent utiliser bientôt les puissants outils spectroscopiques de Webb, qui analysent la lumière des objets pour révéler leurs caractéristiques détaillées, pour confirmer la distance des galaxies et mieux comprendre leur composition.
Il est également possible que le Atacama Large Millimeter/submillimeter Telescope (ALMA), un télescope au sol situé dans le nord du Chili, puisse peser les masses des deux galaxies, ce qui aiderait à choisir entre les deux hypothèses.
« JWST a ouvert de nouvelles frontières, nous permettant de mieux comprendre comment tout a commencé », a résumé Tommaso Treu de l’UCLA, le chercheur principal de l’un des programmes de Webb.
