Le télescope spatial James Webb (JWST) est une fois de plus entré dans l’histoire en repoussant les limites de l’exploration cosmique. Grâce à son regard aiguisé et à ses technologies de pointe, il a peut-être détecté les galaxies les plus anciennes et les plus lointaines jamais observées. Ces découvertes, issues du projet Galactic Legacy Infrared Midplane Survey Extraordinaire (GLIMPSE), révèlent des objets situés à un « redshift » de z = 16 à z = 18, ce qui signifie que nous ne les voyons que tels qu’ils étaient 200 millions d’années après le Big Bang. Il s’agit d’un exploit fascinant qui illustre les capacités inégalées du JWST.
Un voyage dans le passé lointain de l’univers
Le télescope James Webb est conçu pour sonder les profondeurs de l’univers, explorant les époques les plus anciennes de son histoire. Les galaxies récemment détectées pourraient également appartenir à la toute première génération d’objets formés après le Big Bang. En comparaison, avant cette découverte, la galaxie confirmée la plus éloignée présentait un redshift de z = 14,2ce qui correspond à une époque où l’univers était vieilli 280 millions d’années.
Si ces nouvelles galaxies sont validées, elles assisteront à l’émergence des premières structures lumineuses dans un cosmos encore jeune et tumultueux. Cependant, les observer soulève des défis importants, car la lumière qu’ils émettent a été étirée au cours de son voyage jusqu’à nous en raison de l’expansion de l’univers. Ce phénomène, appelé décalage vers le rougefait apparaître leur lumière dans l’infrarouge, une longueur d’onde que le JWST est spécialement conçu pour analyser.
Des outils extraordinaires pour des découvertes exceptionnelles
Le projet APERÇUqui a fait cette découverte, a utilisé l’une des fonctionnalités les plus puissantes du JWST : sa capacité à capturer des signaux extrêmement faibles dans les longueurs d’onde infrarouges. Ces signaux proviennent d’objets si éloignés qu’ils seraient invisibles avec d’autres instruments.
Une autre clé de cette avancée est l’utilisation du phénomène de lentille gravitationnelleun effet prédit par Albert Einstein en 1915. Des amas massifs de galaxies, tels que Abell S1063déforment l’espace-temps qui les entoure, agissant comme une loupe cosmique qui amplifie la lumière des objets en arrière-plan. Grâce à cet effet, James Webb a pu détecter des galaxies extrêmement faibles et lointaines qui autrement auraient échappé à notre vue.
Les défis de l’observation des premières galaxies
Malgré ces avancées, l’étude des premières galaxies reste un défi majeur. Les objets détectés par James Webb sont si faibles qu’il est difficile de confirmer leur nature avec certitude. Pour valider ces galaxies candidates, les astronomes ont besoin de spectres détaillés permettant d’identifier leur composition chimique et leur âge. Mais même pour un télescope aussi puissant que le JWST, l’obtention de ces données peut s’avérer complexe et nécessiter beaucoup de temps d’observation.
Le chef d’équipe Vasily Kokorev de l’Université du Texas souligne que la découverte de galaxies avec des redshifts aussi élevés dépasse les attentes initiales. « La densité numérique de ces galaxies est plus élevée que prévu », explique-t-il. Cela pourrait indiquer que les premières galaxies se sont formées plus rapidement ou différemment que ne le prédisent nos modèles actuels d’évolution cosmique.
Jusqu’où James Webb peut-il aller ?
Alors que JWST continue d’explorer les confins de l’univers, une question demeure : sera-t-il capable de découvrir des galaxies encore plus anciennes ? Selon Hakim Atek, chercheur à l’Institut d’Astrophysique de Paris, cela dépend de plusieurs facteurs, dont la luminosité et la densité de ces galaxies primitives. Même avec ses capacités avancées, l’observatoire pourrait être limité par la faible luminosité des galaxies les plus anciennes.
Par ailleurs, le projet GLIMPSE a déjà poussé le télescope dans ses retranchements, en utilisant 150 heures d’observation pour obtenir ces résultats. Pour détecter des galaxies encore plus lointaines, il faudrait des temps d’observation encore plus longs, ce qui n’est pas toujours réalisable en raison du temps d’observation déjà alloué à d’autres équipes de chercheurs. L’observatoire est en effet très demandé.
