James Webb dévoile deux galaxies du premier univers, extrêmement vieilles, exceptionnellement brillantes

21 novembre 2022 à 10h36
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Galaxie GLASS z12 © NASA/ESA/CSA/Tommaso Treu (UCLA)/Zolt G. Levay (STScI)
© NASA/ESA/CSA/Tommaso Treu (UCLA)/Zolt G. Levay (STScI)

Des scientifiques analysant les données recueillies par le télescope James Webb (JWST) ont identifié deux des galaxies les plus distantes jamais observées. Étonnamment brillantes compte tenu de leur âge, elles attirent tout particulièrement l’attention des chercheurs.

Lancé il y a près d’un an, le télescope James Webb de la NASA enchaîne les observations fascinantes : un quasar datant de l’univers primitif, un superbe cliché des piliers de la création ainsi que la découverte de CO2 dans l’atmosphère d’une exoplanète… Il devrait bouleverser nos connaissances sur l’univers et l’un de ses objectifs principaux est justement l’observation des premières galaxies et étoiles.

Les galaxies les plus anciennes jamais observées

Grâce à deux études publiées dans The Astrophysical Journal Letters respectivement les 18 octobre et 17 novembre, ce domaine pourrait déjà bénéficier d’une découverte révolutionnaire. En effet, les chercheurs ont daté deux galaxies observées par le télescope à seulement 350 et 400 millions d'années après le Big Bang, survenu il y a environ 13,8 milliards d’années. Ce sont les galaxies les plus distantes, et donc les plus anciennes, jamais observées.

Les galaxies très anciennes sont identifiées grâce à la lumière infrarouge qu’elles émettent ; elles n’apparaissent pas dans le domaine de la lumière visible car leur lumière a voyagé pendant tellement de temps avant de nous atteindre qu’elle a tourné vers le rouge. Dans ce cas précis, les chercheurs ont examiné les images prises par le télescope et sélectionné les galaxies intéressantes en fonction de leur couleur, ils ont ainsi choisi les galaxies n’apparaissant pas dans la longueur d'onde de la lumière visible, mais bien dans la gamme infrarouge du télescope James Webb, ce qui signifie qu’elles sont particulièrement anciennes.

Mais malgré leur distance, les deux galaxies sont étonnamment brillantes, ce qui interroge les scientifiques.

Une découverte révolutionnaire sur la formation de l’Univers

Normalement, les galaxies ou étoiles très lointaines ne sont pas aussi brillantes, une telle lumière laisse donc suggérer que l’objet est particulièrement massif. Les chercheurs estiment que dans ce cas, ce n’est pas forcément vrai : ils penchent plutôt vers l’hypothèse de galaxies pas forcément massives, mais peuplées d’étoiles de population III, dont l’existence n’a pas encore été prouvée.

Ces dernières sont, selon les théories des scientifiques, extrêmement massives et lumineuses, constituées exclusivement d'éléments légers. Surtout, elles sont les premières étoiles formées après le Big Bang, ce qui amène les astronomes à revoir leurs hypothèses sur les premières étoiles.

On estime en effet que leur formation date d’environ 400 millions d’années après le Big Bang. Si l’âge des deux galaxies est confirmé, cela signifierait que les âges sombres de l’Univers, correspondant à la période où aucun processus astrophysique n’a permis de produire de rayonnement électromagnétique, n’ont pas duré aussi longtemps que le prédisent les chercheurs.

« D'une manière ou d'une autre, l'univers a réussi à former des galaxies plus rapidement et plus tôt que nous le pensions », déclare Tommaso Treu, chercheur principal de l'un des programmes du télescope James Webb. Ces observations pourraient ainsi soulever de nombreuses questions sur la nature des étoiles, sur leur formation ainsi que sur le type d’étoiles qui s’est formé aux prémices de l’univers.

Un dernier examen doit être mené

Il faut toutefois savoir que l’âge des astres ne sera établi officiellement que lorsqu’ils auront été soumis à un examen de spectroscopie, un champ d’études dans lequel le JWST est spécialisé, mais les astronomes doivent attendre que ce dernier mène les nombreuses activités scientifiques déjà prévues pour sa première année dans l'espace.

« L'obtention d'un spectre de la source, lorsque nous voyons les lignes d'émission de différents éléments, nous indique exactement ce que nous regardons. C'est donc l’élément vers lequel nous devons nous diriger », explique Jeyhan Kartaltepe, coauteur de l’une des deux études. Bien que la spectroscopie n’ait pas encore confirmé leur observation, les chercheurs restent confiants sur la grande ancienneté des deux galaxies.

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serged
« car leur lumière a voyagé pendant tellement de temps avant de nous atteindre qu’elle a tourné vers le rouge ».<br /> N’est-ce pas plutôt l’effet Doppler ?<br /> Avec l’expansion de l’univers, plus un objet est éloigné, plus il s’éloigne vite et la fréquence d’une radiation augmente (vire vers le rouge pour de la lumière) quand l’émetteur s’éloigne…<br /> fr.wikipedia.org<br /> Effet Doppler<br /> Pages pour les contributeurs déconnectés en savoir plus<br /> Contents<br /> move to sidebar<br /> hide<br /> Pour les articles homonymes, voir Doppler.<br /> Cet article possède un paronyme, voir Dopplereffekt.<br />
Jyconnaisrien2
‹ premier › univers ! On en est à quel nombre aujourd’hui ?<br /> Je vois le commentaire sur l’effet Doppler très pertinent.<br /> Est-ce que l’auteur de l’article connaît son sujet ou Google traduction ?<br /> Faut être sérieux et compétent quand on parle de science!
m_rochefort
Bonjour,<br /> Je suis la rédactrice de l’article. Merci pour ce commentaire pertinent. L’effet Doppler n’est pas mentionné mais est effectivement à prendre en compte pour expliquer le phénomène.<br /> Dans ce cas précis, il faut également prendre en compte d’autres facteurs qui pourraient expliquer pourquoi les galaxies n’apparaissent pas dans le spectre de la lumière visible, notamment la présence de poussière ou autre qui empêcherait sa lumière de nous atteindre, c’est la raison pour laquelle il faudra attendre les résultats de la spectroscopie pour avoir un résultat final :).
Jyconnaisrien2
Oups petite erreur, la fréquence d’une ‹ onde › ‹ diminue › en l’occurrence quand les objets s’éloignent et augmente quand les objets se rapprochent.
serged
Oups ! Je pensais plutôt à la longueur d’onde ( l=c/f).
PaowZ
Ce phénomène s’appelle le Red Shift. Lorsqu’un corps s’éloigne à une vitesse suffisamment élevée par rapport à son observateur, il y a une baisse de sa fréquence d’émission qui se traduit par un glissement vers le rouge (et donc une augmentation de la longueur d’onde émise). Cependant, la vitesse de propagation de cette onde, quelque soit la fréquence, reste la même, c’est la célérité de la lumière.
Oli1
« En effet, les chercheurs ont daté deux galaxies observées par le télescope à seulement 350 et 400 millions d’années après le Big Bang, survenu il y a environ 13,8 milliards d’années. »<br /> Donc cela voudrait dire que l’on observe l’univers d’il y a 13,4 milliards d’années ? Y a-t-il un capitaine Obvious dans la salle pour confirmer ?
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