Le Télescope spatial James Webb (JWST) a découvert une poignée de galaxies possibles qui pourraient être parmi les plus anciennes à avoir jamais existé.
Situé à 13,6 milliards d’années-lumière et à peine 200 millions d’années après le Big Bangles cinq galaxies candidates sont les plus anciennes jamais détectées et probablement parmi les premières à s’être formées dans l’univers antique.
Si elles sont confirmées par des observations ultérieures, les anciennes galaxies offriront aux astronomes un test de leur meilleur théories de la formation des galaxies ainsi que des informations uniques sur la façon dont la matière s’est d’abord fusionnée à travers le cosmos. Les chercheurs ont publié leurs résultats le 26 novembre sur le base de données de préimpression arXivils n’ont donc pas encore été évalués par des pairs.
« Selon le paradigme standard de formation des structures, les mêmes fluctuations primordiales qui ont donné naissance aux points chauds et froids dans le fond diffus cosmologique (CMB) finiront par croître, s’effondrer et former les premières galaxies à l’aube cosmique, inaugurant l’époque de première lumière », ont écrit les chercheurs dans leur étude.
« Ces premières galaxies sont restées hors de notre portée d’observation pendant des décennies », ont-ils ajouté. Pourtant, le JWST a changé la donne.
Les cosmologistes estimaient auparavant que les premiers amas d’étoiles avaient commencé à fusionner et à former des galaxies quelques centaines de millions d’années seulement après le Big Bang.
Puis, seulement 1 à 2 milliards d’années après le début de la vie de l’univers, les théories actuelles suggèrent que ces premières protogalaxies sont arrivées à l’adolescence et se sont transformées en galaxies naines qui se sont dévorées les unes les autres pour devenir des galaxies comme la nôtre.
Mais il est difficile de déterminer le moment exact de ce processus et la vitesse à laquelle les premières étapes se sont produites, car la lumière de ces galaxies est si faible et l’expansion de l’univers a considérablement étiré (ou décalé vers le rouge) leurs longueurs d’onde dans le spectre infrarouge.
Contrairement à son prédécesseur, le télescope spatial Hubble, le JWST peut détecter la lumière dans le spectre infrarouge, donnant ainsi accès au télescope aux premiers étages de l’univers. Mais la lumière des premières époques de notre univers est encore trop faible pour être détectée seule.
Pour contourner ce problème, les chercheurs à l’origine des nouvelles observations – réalisées dans le cadre du projet Galactic Legacy Infrared Midplane Survey Extraordinaire (GLIMPSE) – ont profité d’un phénomène connu sous le nom de lentille gravitationnelle pour amplifier la lumière lointaine de ces premières galaxies.
Comme Einstein l’a souligné dans son théorie de la relativité généralela gravité est la courbure et la distorsion de l’espace-temps en présence de matière et d’énergie. Cet espace incurvé, à son tour, dicte la manière dont l’énergie et la matière se déplacent.
Cela signifie que même si la lumière se déplace en ligne droite, elle peut être courbée et agrandie par la gravité. Dans ce cas, la galaxie Abell S1063 se situe entre la région qu’ils ont choisi d’étudier et notre système solaire, focalisant la lumière de la première galaxie afin qu’elle puisse être vue par des télescopes.
En pointant JWST vers cette région de l’espace incurvé et en collectant lentement la lumière qui rayonnait derrière lui, les astronomes ont poussé le télescope aux limites de ses capacités, captant les premières faibles lueurs des premières galaxies.
Si elles sont confirmées par des études plus approfondies, ces galaxies candidates seront plus jeunes que la première galaxie confirméeJADES-GS-z14-0, d’environ 90 millions d’années, ce qui les place parmi les toutes premières à avoir jamais pu se former. Et le fait qu’ils aient tous été trouvés dans la même région du ciel suggère qu’il pourrait y en avoir beaucoup plus.
Alors, comment de telles galaxies ont-elles pu croître si rapidement ? Les réponses au mystère cosmique restent insaisissables, mais il est peu probable qu’elles le soient. briser notre compréhension actuelle de la cosmologie. Au lieu de cela, les astronomes jouent avec des explications qui incluent l’apparition plus précoce que prévu de trous noirs géants, le retour d’information des explosions de supernova ou même l’influence de énergie sombre pour expliquer la formation rapide des étoiles en leur sein.
