La lumière de l’univers primitif atteint le télescope spatial James Webb

Formés entre 500 et 700 millions d’années après le Big Bang, des objets aux limites extrêmes de l’observation humaine sont apparus sur le télescope spatial James Webb (JWST), conçu pour découvrir les débuts de l’univers vieux de 13,8 milliards d’années.

Les observations font partie de la première publication de données du gadget spatial de 10 milliards de dollars de la NASA qui montre des galaxies plus massives que prévu à ce stade précoce.

Avant le résultat, des galaxies avec des masses stellaires aussi élevées que 100 milliards de fois celle du Soleil ont été identifiées un milliard d’années après le Big Bang, mais pas avant.

L’équipe dirigée par Ivo Labbe, professeur d’astrophysique à l’Université de technologie de Swinburne en Australie, a utilisé le JWST pour cibler des galaxies avec un décalage vers le rouge élevé (z = 6,5 et z = 9,1), ce qui signifie qu’elles se trouvaient dans les 750 premiers millions d’années de l’histoire cosmique.

Ci-dessus et ci-dessous : Images de six galaxies massives candidates, vues 500 à 800 millions d’années après le Big Bang. L’une des sources (en bas à gauche) pourrait contenir autant d’étoiles que notre Voie Lactée actuelle, mais est 30 fois plus compacte. Ces images sont un composite d’expositions séparées prises par le télescope spatial James Webb à l’aide de l’instrument NIRCam utilisant plusieurs filtres. Crédits : NASA, ESA, CSA, I. Labbe (Swinburne University of Technology). Traitement d’image : G. Brammer (Cosmic Dawn Center de l’Institut Niels Bohr à l’Université de Copenhague). Cliquez pour agrandir

Le décalage vers le rouge indique à quelle vitesse l’univers s’étend et est causé par l’effet Doppler déplaçant la lumière vers l’extrémité rouge du spectre. Plus le décalage vers le rouge est élevé, plus un objet est éloigné et plus la lumière met de temps à atteindre la Terre.

Les chercheurs ont trouvé six galaxies massives candidates avec des décalages vers le rouge entre z = 7,5 et z = 9,1 avec des masses jusqu’à 10 milliards de fois celle de notre Soleil, dont une galaxie avec une masse stellaire possible de 100 milliards de fois celle du Soleil, selon une étude publiée dans la nature.

“Ces objets sont bien plus massifs que prévu”, a déclaré Joel Leja, professeur adjoint d’astronomie et d’astrophysique à l’US Penn State University, qui a modélisé la lumière de ces galaxies.

“Nous nous attendions à ne trouver que de minuscules jeunes galaxies pour le moment, mais nous avons découvert des galaxies aussi matures que la nôtre dans ce qui était auparavant considéré comme l’aube de l’univers.”

Le résultat suggère que les galaxies au début de l’histoire de l’univers se sont massivement développées plus rapidement qu’on ne le pensait auparavant. Cependant, les scientifiques veulent vérifier la découverte avec la spectroscopie, qui étudie l’absorption et l’émission de lumière en chimie.

La découverte montre des objets aussi matures que la Voie lactée, notre propre galaxie, à une époque où l’univers avait un peu plus de 3% de son âge actuel. Mais Leja suggère qu’il ne s’agit peut-être pas du tout de galaxies.

“C’est notre premier aperçu en arrière aussi loin, il est donc important que nous gardions l’esprit ouvert sur ce que nous voyons. Bien que les données indiquent qu’il s’agit probablement de galaxies, je pense qu’il y a une possibilité réelle que quelques-uns de ces objets se révèlent être être obscurci les trous noirs supermassifs. Quoi qu’il en soit, la quantité de masse que nous avons découverte signifie que la masse connue dans les étoiles à cette période de notre univers est jusqu’à 100 fois supérieure à ce que nous pensions auparavant. Même si nous coupons l’échantillon en deux, c’est encore un changement étonnant”, a-t-il déclaré dans un communiqué. ®