La nouvelle image Webb n’est pas seulement époustouflante. Cela a battu un record.
Une vue proche du début des temps.
Le télescope spatial le plus puissant jamais construit a scruté la nuit des temps.
Vous avez bien lu. Le télescope spatial James Webb – doté d'un miroir géant qui capte une lumière extrêmement faible, ainsi que de sa capacité à visualiser un type de lumière (infrarouge) capable de traverser d'énormes nuages de gaz cosmique – a permis aux astronomes de repérer la première galaxie jamais découverte ( jusqu'à présent, c'est). Elle s’est formée seulement 290 millions d’années après le Big Bang, avant même la formation de notre galaxie. Notre univers a environ 13,7 milliards d'années.
Pour que l'humanité puisse observer cette galaxie extrêmement lointaine, baptisée JADES-GS-z14-0, cela signifie qu'elle est profondément brillante. (Le nom de la galaxie est dérivé de l'une des nombreuses missions scientifiques en cours de Webb, appelée « programme JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES).)
« Cette découverte n'était pas seulement un nouveau record de distance pour notre équipe ; l'aspect le plus important de JADES-GS-z14-0 était qu'à cette distance, nous savons que cette galaxie doit être intrinsèquement très lumineuse », expliquent les astronomes Stefano Carniani de Scuola. Normale Superiore en Italie et Kevin Hainline de l'Université de l'Arizona, ont expliqué dans un communiqué.
La galaxie a « battu » le précédent record, ont-ils ajouté, qui s'était formé quelque 350 millions d'années après le Big Bang.
L’image ci-dessous, une vue en champ profond de l’univers, est presque entièrement remplie de galaxies, dont beaucoup sont des spirales comme notre Voie lactée. Les seuls objets non galactiques sont les points lumineux à six branches, qui sont les étoiles du premier plan. La galaxie qui bat tous les records, au-delà des galaxies beaucoup plus proches et plus claires, est cette goutte rougeâtre.
La galaxie est rouge parce que, à mesure que l’univers s’est étendu sans cesse au fil des milliards d’années, sa lumière s’est étirée, un peu comme de la tire. Les longueurs d’onde de lumière plus longues sont rouges. (En revanche, les longueurs d’onde bleues représentent une longueur de lumière visible beaucoup plus courte.)
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Les scientifiques ont utilisé un instrument hautement spécialisé sur le télescope Webb, appelé spectrographe proche infrarouge, ou NIRSpec, pour déterminer l'âge de cette galaxie lointaine. Un spectromètre agit un peu comme un prisme, séparant la lumière en différentes couleurs ou parties, permettant ainsi aux astronomes de disséquer les propriétés physiques et la composition de l'objet qu'ils observent, comme une galaxie ou une planète. Dans ce cas, les chercheurs ont recherché des modèles spécifiques dans la lumière provoqués par le redshift extrême, leur permettant de confirmer l’âge de la lumière – et donc l’âge d’une telle galaxie.
JADES-GS-z14-0, situé à bien plus de 13 milliards d'années-lumière (une année-lumière équivaut à près de 6 000 milliards de miles), est étonnamment rayonnant. Cela laisse les astronomes se poser, depuis la nuit des temps, une question importante :
« Cette quantité de lumière stellaire implique que la galaxie fait plusieurs centaines de millions de fois la masse du soleil ! » ont écrit les chercheurs. « Cela soulève la question suivante : comment la nature peut-elle créer une galaxie aussi brillante, aussi massive et aussi grande en moins de 300 millions d'années ? »
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 de nouvelles informations sur l'univers primitif. Mais il s’agit également d’observer les planètes intrigantes de notre galaxie, ainsi que les planètes et les lunes de notre système solaire.
Voici comment Webb réalise des exploits 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 et plus éloignés. Comme décrit ci-dessus, le télescope observe des étoiles et des 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 jamais formées », a déclaré Jean Creighton, astronome et directeur du planétarium Manfred Olson à l'Université du Wisconsin-Milwaukee, à Indigo Buzz en 2021.
– Vue infrarouge : Contrairement à Hubble, qui observe en grande partie la lumière qui nous est visible, Webb est avant tout un télescope infrarouge, ce qui signifie qu'il observe 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 et n'est pas dispersée par ces particules densément emballées. En fin de compte, la vision infrarouge de Webb peut pénétrer dans des endroits où Hubble ne peut pas pénétrer.
« Cela lève le voile », a déclaré Creighton.
– Observer des exoplanètes lointaines : Comme indiqué ci-dessus, le télescope Webb transporte des équipements spécialisés appelés spectrographes qui révolutionneront 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 l’atmosphère d’exoplanètes lointaines, qu’il s’agisse de géantes gazeuses ou de mondes rocheux plus petits. Webb examinera les exoplanètes de la Voie lactée. Qui sait ce que nous trouverons ?
« Nous pourrions apprendre des choses auxquelles nous n'avions jamais pensé », a déclaré Mercedes López-Morales, chercheuse sur les exoplanètes et astrophysicienne au Centre d'astrophysique de Harvard et Smithsonian, à Indigo Buzz en 2021.
Les astronomes ont déjà découvert des réactions chimiques intrigantes sur une planète située à 700 années-lumière et, comme décrit ci-dessus, l'observatoire a commencé à étudier l'un des endroits les plus attendus du cosmos : les planètes rocheuses de la taille de la Terre du système solaire TRAPPIST. système.
