James Webb a découvert quatre galaxies dans l'univers primitif

Chercheurs du projet Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES)

Le télescope spatial James Webb confirméen utilisant la spectroscopie, les distances de certaines des galaxies les plus lointaines découvertes par le télescope Hubble. L'une d'elles est visible 330 millions d'années seulement après le Big Bang : c'est l'une des toutes premières galaxies de l'Univers.

Cette galaxie s'appelle JADES-GS-z13-0 et est maintenantsitué à 33 milliards d'années-lumière, tandis que la lumière observée a été émise environ 330 millions d'années après le Big Bang et s'est déplacée vers la Terre pendant 13,4 milliards d'années. Cette différence s'explique par l'effet de l'expansion de l'Univers, à la suite de quoi les objets s'éloignent les uns des autres au fil du temps.

Estimation du redshift spectroscopique pourquatre galaxies basées sur la limite de Lyman. Image : NASA, ESA, CSA, M. Zamani (ESA/Webb), Leah Hustak (STScI), Brant Robertson (UC Santa Cruz), S. Tacchella (Cambridge), E. Curtis-Lake (UOH), S. Carniani (École Normale Supérieure), Collaboration JADES

Le projet JADES a utilisé les observations du nouveaupuissant télescope "James Webb" pour vérifier les observations faites par "Hubble". À l'aide de la caméra infrarouge proche de Webb (NIRCam), les scientifiques ont examiné la même zone du ciel dans neuf longueurs d'onde infrarouges différentes, et à l'aide de NIRSpec, ils ont estimé le décalage vers le rouge de différentes galaxies.

Sur les images, les scientifiques recherchaient des galaxies faibles,visible dans l'infrarouge, mais dont les spectres s'arrêtent brusquement à une longueur d'onde critique (limite de Lyman). Les étoiles les plus anciennes sont composées majoritairement d’hydrogène, leur spectre ne contient donc pas de raies plus courtes que cette limite. La mesure de cet indicateur permet d'estimer la distance aux objets distants, et la présence d'une limite indique que le rayonnement a été émis par une étoile ancienne. 

Les scientifiques ont utilisé deux méthodes de testredshift photométrique et spectroscopique pour établir la distance aux galaxies. Ils ont découvert que quatre des galaxies étudiées se sont formées à l'aube de l'Univers, moins de 400 millions d'années après le Big Bang.

Les données recueillies par le télescope ne montrent aucunseulement la distance, mais aussi les propriétés des systèmes distants : ils ont au moins 100 millions d'années, et la masse de chacun d'eux est d'environ 100 millions de solaires. Dans le même temps, les galaxies se sont formées très rapidement et ont activement ionisé l'hydrogène gazeux qui les entoure. D'autres recherches aideront à mieux comprendre l'histoire de l'univers primitif, selon les scientifiques.

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