Le télescope James-Webb a découvert une galaxie avec une signature lumineuse jamais vue auparavant !

Comme nous le savons, l’un des principaux objectifs du télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA et de l’ESA est de plonger dans couchescouches de lumière de cosmoscosmos observable pour contempler et étudier la formation et l’évolution des premières étoiles et des premières galaxies moins de 500 millions d’années après la Big BangBig Bang. Ce œilœil de la noosphère ne pourra cependant pas nous montrer les toutes premières manifestations de cette cosmogonie quelques centaines de millions d’années après laémissionémission du fameux rayonnement fossile étudié il y a plus d’une décennie par le satellite Planck, mais il nous rapprochera plus que jamais.

Un communiqué de presse de la NASA nous informe aujourd’hui d’une des dernières avancées rendues possibles par le JWST et elle concerne un galaxiegalaxie qu’il a permis d’observer environ un milliard d’années après le Big Bang et que les cosmologistes connaissent dans un catalogue sous le nom de GS-NDG-9422. Le travail d’étude le concernant est présenté dans un article publié dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society dont une version est librement accessible sur arXiv.

Phénomènes complètement nouveaux dans l’Univers primitif

 » Ma première pensée en observant le spectrespectre de la galaxie a été « C’est bizarre »et c’est exactement pour cela que le télescope Webb a été conçu : révéler des phénomènes complètement nouveaux dans l’Univers primitif qui nous aideront à comprendre comment l’histoire cosmique a commencé. », explique dans le communiqué le principal chercheur à l’origine de cette découverte, Alex Cameron de l’université d’Oxford.

Cameron, l’observateur, a donc voulu y voir plus clair et a contacté son collègue Harley Katz d’Oxford et de l’Université de Chicago, un théoricien utilisant ordinateursordinateurs. Après avoir uni leurs forces avec leurs collègues, il s’est avéré que les modèles informatiques de nuagesnuages de gazgaz chauffé par des étoiles très chaudes et massives – à tel point que le gaz brille plus fort que les étoiles – correspondait presque parfaitement aux observations de Webb. Ce qui a fait dire à Katz : « Il semble que ces étoiles soient beaucoup plus chaudes et massives que ce que nous voyons dans le ciel.UniversUnivers local, ce qui est logique car l’Univers primitif était un environnement très différent « .

En effet, juste après la baisse de température du plasma de l’Univers observable qui a conduit à la formation du premier atomesatomes neutre et qui accompagnait la question de rayonnement fossilerayonnement fossilele cosmos observable n’est encore qu’un mélange deisotopesisotopes de lahydrogènehydrogènede lahéliumhélium et de lithiumlithium. La densité et la température de ce matièrematière sont bien inférieures à celles d’aujourd’hui et les premières étoiles n’ont pu se former qu’en étant généralement plus massives qu’aujourd’hui.

Depuis 13,8 milliards d’années, l’Univers n’a cessé d’évoluer. Contrairement à ce que nous disent nos yeux lorsque nous contemplons le ciel, ce qui le compose est loin d’être statique. Les physiciens font des observations à différents âges de l’Univers et réalisent des simulations dans lesquelles ils rejouent sa formation et son évolution. Il semble que la matière noire ait joué un rôle important depuis le début de l’Univers jusqu’à la formation des grandes structures observées aujourd’hui. © CEA Recherche

Des stars entre les populations de type III et II ?

Cependant, suite au travail pionnier duastrophysicienastrophysicien Walter Baade, en 1944, on distinguait deux, puis trois populations d’étoiles dans le Voie lactéeVoie lactée. Il y a d’abord la population I qui contient la majorité des étoiles de notre Galaxie. Ils sont riches en métauxmétauxce qui, dans le langage des astrophysiciens, signifie qu’ils contiennent des noyaux plus lourds que les isotopes de l’hydrogène, de l’hélium et du lithium, et qu’ils ont également un métallicitémétallicité important défini par l’abondance des noyaux de ferfer.

La théorie de la structure stellaire et de l’évolution de ces étoiles dans un spectre de massesmasses autour de ceux de SoleilSoleil nous dit qu’ils peuvent vivre des milliards, voire des dizaines de milliards d’années. En fait, pour être plus précis, il s’agit d’étoiles dont l’âge est compris entre 0 et 10 milliards d’années.

Les étoiles de la population II, que l’on voit principalement dans amas globulairesamas globulaires dans orbiteorbite autour du centre de la Voie lactée et dans son renflement et son halo, ont des âges compris entre 13,5 et 10 milliards d’années. Ils sont pauvres en métaux. Des métaux issus de plusieurs générations de soi-disant étoiles population IIIpopulation III qui se sont formés avant ceux de la population II et qui ont synthétisé au départ les premiers noyaux « métalliques », tels queoxygèneoxygène et le carbonecarbone ou même le siliciumsilicium et le magnésiummagnésium avant d’exploser dans supernovaesupernovae qui a injecté ces noyaux dans le nuages ​​interstellairesnuages ​​interstellaires jeunes galaxies.

Les étoiles atypiques que l’on soupçonne désormais d’être présentes dans la galaxie GS-NDG-9422 ne sont pas des étoiles primitives de type III, car comme le mentionne Katz : « Nous savons que cette galaxie ne possède pas d’étoiles de population III, car les données de Webb montrent une trop grande complexité chimique. Cependant, ses étoiles sont différentes de celles que nous connaissons : les étoiles exotiqueexotique de cette galaxie pourrait nous aider à comprendre comment les galaxies ont évolué depuis les étoiles primordiales jusqu’aux types de galaxies que nous connaissons déjà. « . On peut donc penser qu’elles constituent un maillon intermédiaire entre les étoiles de type III et de type II et qu’elles se sont formées dans des nuages ​​de matière encore pauvre en éléments lourds existant encore dans les jeunes galaxies.

Le communiqué de la NASA explique enfin que « La galaxie 9422 est un exemple de cette phase de développement galactique, de nombreuses questions restent donc sans réponse. Ces conditions sont-elles courantes dans les galaxies à l’heure actuelle, ou sont-elles un phénomène rare ? Que peuvent-ils nous dire de plus sur les phases encore plus anciennes de l’évolution des galaxies ? « . À cette fin, Cameron, Katz et leurs collègues recherchent d’autres galaxies à ajouter à cette population afin de mieux comprendre ce qui s’est passé dans l’Univers au cours du premier milliard d’années après le Big Bang.

« CC’est une période très excitante pour pouvoir utiliser le télescope Webb pour explorer cette période autrefois inaccessible de l’Univers. Nous ne sommes qu’au début de nouvelles découvertes et de nouvelles connaissances », conclut Cameron.