Les galaxies observées par James Webb se disputent le titre de plus anciennes de l’univers – mais il y a des imposteurs sur le chemin

Nuages, Galaxies Et Même Une Exoplanète : Découvrez Les Premières

Depuis la révélation du premier lot de données scientifiques du télescope spatial James Webb (JWST), les astronomes ont découvert de plus en plus de candidats pour la galaxie la plus éloignée jamais enregistrée. Et plus une galaxie est éloignée, plus les scientifiques se rapprochent du début de l’univers.

Les galaxies observees par James Webb se disputent le titre
La galaxie CEERS-DSFG-1, observée par le télescope spatial James Webb, serait juste 220 millions d’années après le Big Bang, ce qui la place en lice pour la position de plus ancienne de l’univers. Cependant, elle peut être un imposteur. Image : J. Zavala et al.

Dans les observations de Webb, la luminescence de ces galaxies étirée par l’expansion de l’univers, résultant en des lumières bleues et ultraviolettes de jeunes étoiles chaudes, apparaît comme un faisceau infrarouge après avoir voyagé dans l’espace pendant plus de 13,5 milliards d’années.

C’est pourquoi les scientifiques ont besoin des capacités infrarouges sans précédent de l’observatoire orbital pour les voir. Les astronomes appellent cela l’effet de « décalage vers le rouge », qui plus il est grand, plus la galaxie est éloignée et, par conséquent, plus tôt dans l’histoire de l’univers ils observent.

Selon un article publié plus tôt ce mois-ci sur le serveur prépresse arxivdéjà évalué par des pairs et accepté par la revue scientifique Le Journal Astrophysiqueau moins deux de ces galaxies sont cependant des « imposteurs ».

Selon la recherche, dirigée par le scientifique Jorge Zavala, professeur adjoint de design à l’Observatoire astronomique national du Japon, un décalage vers le rouge de 17 à 18 a été déterminé pour la galaxie CEERS-DSFG-1, ce qui la place à seulement 220 millions d’années après la Big Bang et le maintient dans la course.

Cependant, l’équipe de Zavala, utilisant le télescope submillimétrique NOEMA (Northern Extended Millimeter Array) en France, a découvert que cette galaxie contient des quantités massives de poussière.

La poussière absorbe les longueurs d’onde plus courtes et plus bleues de la lumière des étoiles, laissant passer des longueurs d’onde plus longues et plus rouges, ce qui indique qu’une galaxie poussiéreuse peut imiter la rougeur d’une galaxie lointaine.

En tenant compte de cela, l’équipe a calculé un décalage vers le rouge de seulement 5 pour CEERS-DSFG-1, le mettant il y a environ 12,5 milliards d’années, soit 1,3 milliard d’années après le Big Bang – encore ancien et lointain, mais pas assez pour être un candidat pour un recordman.

La poussière interstellaire est un sous-produit du cycle de naissance et de mort des étoiles. Pour produire suffisamment de poussière pour rougir raisonnablement sa lumière, la galaxie CEERS-DSFG-1 doit produire des étoiles à raison de 150 masses solaires par an, soit 50 fois la vitesse à laquelle les étoiles se forment actuellement sur la Voie lactée.

Selon des modèles informatiques et des études antérieures, des galaxies contenant autant de poussière auraient pu exister 1,3 milliard d’années après le Big Bang, mais elles auraient été relativement rares.

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Une autre galaxie qui pourrait être un imposteur pour le titre de la plus lointaine jamais observée est CEERS-1749. Dans le diagramme ci-dessus, elle a des données révisées par une nouvelle étude. Image : R. Naidu et al.

Cependant, selon les observations de Zavala, il se peut que de telles galaxies soient plus courantes qu’on ne le pensait auparavant. Son équipe a également suivi deux autres galaxies avec de forts décalages vers le rouge : la galaxie de Maisie, avec un décalage vers le rouge de 14,3, la plaçant 280 millions d’années après le Big Bang, et CEERS-1749, une galaxie avec un décalage vers le rouge de 16,7, à seulement 250 millions. ans après la naissance de l’univers.

Ses observations de la galaxie Maisie n’ont trouvé aucune preuve de grandes quantités de poussière. « Nous pouvons exclure que la galaxie de Maisie soit une galaxie poussiéreuse brillante au plus petit décalage vers le rouge, ce qui soutient indirectement l’idée que cette galaxie est en effet à un décalage vers le rouge très élevé », a déclaré Zavala.

À propos de CEERS-1749, cependant, il y a des doutes. « Nous avons trouvé un scénario alternatif pour expliquer ses couleurs dans les observations du JWST », a déclaré le scientifique, ajoutant qu’au lieu d’être au redshift 16,7, ce serait au redshift 5.

Les mesures spectroscopiques de James Webb et d’autres télescopes pourraient lever le doute

Callum Donnan de l’Université d’Edimbourg, qui a dirigé l’équipe qui a trouvé la galaxie au décalage rouge de 16,7, n’est pas d’accord avec l’évaluation de Zavala.

« Les solutions de décalage vers le rouge poussiéreuses étaient une préoccupation », a-t-il déclaré dans une interview avec le site Web. espace.com. « Nous avons exploré cela, mais la galaxie au redshift 16,7 est particulièrement peu susceptible d’être une galaxie poussiéreuse et plus proche car elle a un faisceau ultraviolet bleu continu et aucune détection significative aux longueurs d’onde submillimétriques. »

Des preuves supplémentaires de la thèse de Zavala sont venues d’une deuxième équipe, dirigée par Rohan Naidu du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, qui a également conclu que la galaxie CEERS-1749 est au décalage rouge 5.

Dans un article également en phase de prépublication sur arxivqui sera publié dans la revue Les lettres du journal astrophysiqueils ont également découvert que, ensemble, les galaxies à décalage vers le rouge 5 forment un très jeune protoamas, ce qui peut expliquer l’inférence à l’origine de cette confusion.

Pour le moment, personne ne connaît avec certitude les véritables décalages vers le rouge de ces objets. Tout le monde attend des mesures spectroscopiques non seulement du JWST, mais aussi d’autres télescopes puissants dans le monde, y compris le plus grand complexe de radiotélescopes au monde, le Atacama Large millimètre/submillimètre (ÂME).

On ne peut qu’attendre de savoir enfin lequel des candidats remportera le titre de galaxie la plus lointaine de l’univers.

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