Il s'agit de la galaxie la plus ancienne et la plus lointaine découverte avec le télescope Webb : elle remonte à 300 millions d'années après le Big Bang.

Grâce au télescope spatial James Webb, une équipe internationale a découvert deux galaxies lointaines et très anciennes, remontant à 300 millions d'années après le Big Bang.

Pendant deux ans, une équipe internationale de scientifiques a étudiéAube cosmique, une période très lointaine qui remonte aux cent premiers millions d’années après le Big Bang, lorsque les premières galaxies se sont formées. Merci au télescope spatial James Webb (JWST) de NASAl'équipe a découvert deux des galaxies les plus anciennes et les plus lointaines jamais confirmées.

Ces galaxies n’existent que 300 millions d’années après le Big Bang, ce qui représente une découverte fondamentale pour la compréhension de l’univers primitif. Brant Robertsonastronome à l'Université de Californie à Santa Cruz et co-responsable de l'équipe JADES, a déclaré :

Cette découverte est complètement inattendue et sera probablement considérée comme la découverte extragalactique la plus importante réalisée avec JWST à ce jour.

Dans l'un des articles publiés, les scientifiques concluent :

Avec des populations de galaxies à fort redshift établies moins de 300 millions d'années après le Big Bang, nous avons élargi notre vision du passé cosmique de 40 % au cours des dix-huit premiers mois d'exploitation du JWST.

Le « Redshift » est un effet provoqué par l’expansion de l’univers. Imaginez que la lumière des galaxies lointaines s’étire comme un élastique lorsqu’elle se dirige vers nous. Dans ces galaxies nouvellement découvertes, cet effet est très fort, étirant la lumière jusqu'à 15 fois. Ce changement transforme la lumière ultraviolette en lumière infrarouge, que seul le JWST peut voir.

Comment se forment les galaxies ?

Selon la théorie moderne, les galaxies se forment dans des régions où la gravité a concentré le gaz cosmique et la matière noire en amas denses, appelés « halos ». Ces halos évoluent rapidement dans l'univers primitif, se regroupant en de vastes collections de matière. Les astronomes recherchent des galaxies de plus en plus anciennes, car chaque découverte nous rapproche de la compréhension de la manière dont l’univers s’est développé à ses débuts.

Les nouvelles galaxies, découvertes près du champ ultra profond de Hubble et confirmées spectroscopiquement, sont désormais connues sous les noms de JADES-GS-z14-0 (la plus éloignée) et JADES-GS-z14-1. Le professeur Robertson les a définis comme de véritables « joyaux » :

Cette galaxie est véritablement un joyau et indique qu’il existe d’autres trésors cachés dans l’univers primitif.

Selon la NASA, en plus d'être le plus éloigné jamais découvert, JADES-GS-z14-0 se distingue par sa taille et sa luminosité. Le JWST mesure cette galaxie à plus de 1 600 années-lumière de diamètre. La plupart des galaxies les plus brillantes émettent leur lumière grâce à la chute de gaz dans un trou noir supermassif, créant ainsi un quasar. Cependant, l'équipe a découvert que la lumière de JADES-GS-z14-0 est produite par de jeunes étoiles, compte tenu de sa grande taille.

Joyaux cachés de l'univers

Lorsque l’équipe JADES a repéré pour la première fois la galaxie massive JADES-GS-z14-0 il y a plus d’un an, il n’était pas clair si elle était réellement lointaine ou simplement proche d’une galaxie au premier plan. Mais en octobre 2023, l’équipe a utilisé la caméra proche infrarouge de JWST pendant cinq jours complets sur un seul champ, formant ainsi le « champ JADES Origins ». Grâce à l'utilisation de filtres spéciaux, ils ont confirmé que JADES-GS-z14-0 était effectivement très loin.

De plus, la galaxie se trouvait dans une région où l’équipe avait déjà pris des images ultra-profondes avec l’instrument Mid-InfraRed de JWST. Ces résultats ont convaincu l'équipe d'inclure la galaxie dans une campagne de spectroscopie de 75 heures sur les galaxies primordiales faibles. La spectroscopie a confirmé que JADES-GS-z14-0 était effectivement une galaxie record et que JADES-GS-z14-1 était également presque aussi éloignée.

La combinaison d'une luminosité élevée et d'une origine stellaire fait de JADES-GS-z14-0 une preuve distinctive de la formation rapide de grandes galaxies massives dans l'univers primitif. Robertson a souligné :

Nous aurions pu détecter cette galaxie même si elle avait été 10 fois plus faible, ce qui signifie que nous pourrions en voir d’autres exemples encore plus anciens dans l’univers, probablement au cours des 200 premiers millions d’années.

L'article de Robertson, Les premières galaxies du champ des origines de JADES : fonction de luminosité et densité du taux de formation d'étoiles cosmiques 300 Myr après le Big Banga été accepté pour publication dansJournal d'astrophysique.

Source: NASA