Une image spectaculaire du télescope Webb révèle des choses que les scientifiques ne peuvent pas expliquer

Le puissant observatoire spatial expose des inconnues cosmiques.

Le télescope spatial James Webb a permis aux astronomes de voir des choses qu’ils ne peuvent pas expliquer.

Au moins pas encore.

Dans de nouvelles recherches de Webb – l’observatoire spatial le plus puissant jamais construit – les astronomes ont passé 50 heures à scruter le cosmos le plus profond et ont repéré certaines des premières galaxies jamais formées, il y a bien plus de 13 milliards d’années. Capturer une vue cosmique aussi riche, avec les objets les plus faibles que l’humanité ait jamais entrevus, est un exploit impressionnant. Mais les données révèlent également que ces galaxies primitives ont émis une quantité phénoménale d’énergie dans l’espace – 10 fois plus que ce que les scientifiques avaient prévu.

La question « clé » est de savoir comment ces galaxies naissantes y sont parvenues, a déclaré Pablo G. Pérez-González, astrophysicien au Centre d’astrobiologie en Espagne, dans un communiqué. Etranges trous noirs ? Des étoiles animées ? Pérez-González est l’un des auteurs de la recherche, qui a été publiée dans la revue scientifique The Astrophysical Journal Letters.

Le télescope Webb est un instrument extrêmement sensible, capable de capturer certaines des lumières les plus éloignées de l’espace. C’est parce que Webb voit un type de lumière que nous ne pouvons pas voir, appelé infrarouge, qui se déplace dans des longueurs d’onde plus longues que la lumière visible. Fondamentalement, la lumière ancienne est étirée à mesure que l’univers s’étend, ce qui signifie qu’elle a changé et « décalé vers le rouge ».

Le puissant Webb peut alors voir l’énergie créée par les premières galaxies. Les astronomes ont identifié 44 galaxies qui se sont probablement formées au cours des 500 premiers millions d’années de l’univers. À l’origine, cette énergie était émise sous forme de lumière ultraviolette, mais elle a également été étendue à l’infrarouge.

Dans l’image ci-dessous, publiée par les chercheurs, vous pouvez voir :

• À gauche : une vue en champ profond du cosmos avec des galaxies spirales vives au premier plan et une pléthore de galaxies beaucoup plus anciennes au loin. Pratiquement tous ces objets sont des galaxies.

• À droite : Vues agrandies de trois des galaxies fortement décalées vers le rouge libérant des quantités d’énergie inattendues. « Ils se seraient formés au cours des 200 à 500 premiers millions d’années après le Big Bang, lorsque l’âge de l’univers était de 1 à 5% de l’âge actuel », explique une déclaration sur la recherche.

Les astronomes ont simulé, avec des calculs avancés, comment l’univers a évolué sur des milliards d’années, en commençant par la formation des premières étoiles et galaxies, et finalement en créant les matériaux organiques essentiels à la vie. Mais aucune simulation n’a prédit de telles émissions extrêmes d’énergie ultraviolette. Qu’est-ce qui pourrait l’expliquer ?

Il pourrait s’agir d’étoiles jeunes et vivantes, bien plus chaudes que notre soleil de taille moyenne, émettant des abondances d’énergie dans l’espace. Ou, il est possible que cette lumière ancienne ait été créée par des trous noirs supermassifs, qui sont des objets de centaines de milliers à des milliards de fois la masse du soleil et se trouvent généralement au centre des galaxies, comme notre Voie lactée.

Mais cela crée une autre question : « D’où proviendraient ces trous noirs supermassifs ? » demanda Pérez-González.

« Pour l’instant, le JWST nous fournit beaucoup plus de questions que de réponses, mais ces nouvelles pistes de recherche sont passionnantes. »

Il se demande comment de tels objets géants – avec des gravités si intenses que même la lumière ne peut s’en échapper – se sont formés si rapidement, si tôt dans l’histoire de l’univers. La plupart des trous noirs sont créés à partir d’étoiles explosées, mais peut-être que ces trous noirs se sont formés d’une autre manière ? Les questions ne manquent pas.

« Pour l’instant, le JWST nous fournit beaucoup plus de questions que de réponses, mais ces nouvelles pistes de recherche sont passionnantes », ont déclaré les chercheurs.

Restez à l’écoute pour plus de réponses et de questions Webb.

Les puissantes capacités du télescope Webb

Le télescope Webb – une collaboration scientifique entre la NASA, l’ESA et l’Agence spatiale canadienne – est conçu pour scruter le cosmos le plus profond et révéler des informations sans précédent sur l’univers primitif. Mais c’est aussi scruter des planètes intrigantes de notre galaxie, et même les planètes de notre système solaire.

Vous voulez plus de science et les nouvelles techniques livrées directement dans votre boîte de réception ? Inscrivez-vous à la newsletter Light Speed ​​de Indigo Buzz aujourd’hui.

Voici comment Webb réalise des choses sans précédent, et le fera probablement pendant des décennies :

• Miroir géant : Le miroir de Webb, qui capte la lumière, mesure plus de 21 pieds de diamètre. C’est plus de deux fois et demie plus grand que le miroir du télescope spatial Hubble. Capturer plus de lumière permet à Webb de voir des objets anciens plus éloignés. Comme décrit ci-dessus, le télescope scrute les étoiles et les galaxies qui se sont formées il y a plus de 13 milliards d’années, quelques centaines de millions d’années seulement après le Big Bang.

  « Nous allons voir les toutes premières étoiles et galaxies qui se sont formées », a déclaré Jean Creighton, astronome et directeur du Planétarium Manfred Olson de l’Université du Wisconsin-Milwaukee, à Indigo Buzz en 2021.

• Vue infrarouge : Contrairement à Hubble, qui voit en grande partie la lumière qui nous est visible, Webb est principalement un télescope infrarouge, ce qui signifie qu’il voit la lumière dans le spectre infrarouge. Cela nous permet de voir beaucoup plus de l’univers. L’infrarouge a des longueurs d’onde plus longues que la lumière visible, de sorte que les ondes lumineuses glissent plus efficacement à travers les nuages ​​cosmiques ; la lumière n’entre pas aussi souvent en collision avec ces particules denses et n’est pas dispersée par celles-ci. En fin de compte, la vision infrarouge de Webb peut pénétrer des endroits inaccessibles à Hubble.

  « Cela lève le voile », a déclaré Creighton.

• Observer des exoplanètes lointaines : Le télescope Webb transporte des équipements spécialisés appelés spectromètres qui révolutionnera notre compréhension de ces mondes lointains. Les instruments peuvent déchiffrer quelles molécules (telles que l’eau, le dioxyde de carbone et le méthane) existent dans les atmosphères d’exoplanètes lointaines – qu’il s’agisse de géantes gazeuses ou de mondes rocheux plus petits. Webb se penchera sur les exoplanètes de la galaxie de la Voie lactée. Qui sait ce que nous trouverons.

  « Nous pourrions apprendre des choses auxquelles nous n’avions jamais pensé », Mercedes López-Morales, chercheuse en exoplanètes et astrophysicienne au Center for Astrophysics-Harvard & Smithsoniana déclaré à Indigo Buzz en 2021.

  Déjà, les astronomes ont réussi à trouver des réactions chimiques intrigantes sur une planète à 700 années-lumière, et l’observatoire a commencé à regarder l’un des endroits les plus attendus du cosmos : les planètes rocheuses de la taille de la Terre du système solaire TRAPPIST.