Si vous voulez savoir ce qui s’est passé dans les premières années de l’univers, vous allez avoir besoin d’un très grand télescope très spécialisé. À la grande joie des astronomes et des fans de l’espace du monde entier, le monde en détient un – le télescope spatial James Webb.
Dans cet épisode de “The Conversation Weekly”, nous discutons avec trois experts de ce que les astronomes ont appris sur les premières galaxies de l’univers et comment seulement six mois de informations de James Webb changent déjà l’astronomie.
Le télescope spatial James Webb a été lancé avec réussite dans l’espace le 25 décembre 2021. Après environ six mois de voyage, de configuration et d’étalonnage, le télescope a démarré à collecter des informations et la NASA a publié les premières images époustouflantes.
L’un des surnoms de Webb est le “premier télescope léger”. En effet, Webb a été spécialement conçu pour pouvoir voir aussi loin que possible dans les premiers jours de l’univers et détecter une partie de la première lumière visible.
Vous pouvez voir ces galaxies dans les images publiées par la NASA. Jonathan Trump, astronome à l’Université du Connecticut, fait partie de l’une des équipes travaillant sur certaines des premières informations de James Webb. Il regardait la diffusion des premières images en direct et a remarqué certaines choses que de nombreux non-astronomes auraient pu manquer. “En arrière-plan, derrière ces magnifiques arcs et spirales et ces galaxies elliptiques massives, se trouvent ces minuscules taches rouges. C’est ce qui m’intéressait le plus, car ce sont certaines des premières galaxies de l’univers.
Cette image composée montre certaines des premières galaxies jamais vues, mises en évidence par les petites boîtes dans les images à gauche et à droite, et montrées de près dans les images au centre. NASA, ESA, ASC, Tommaso Treu (UCLA), CC BY-SA
Voir l’une de ces galaxies dès les premiers jours de l’univers serait excitant, mais dès le départ, Jeyhan Kartaltepe, astronome au Rochester Institute of Technology, a trouvé quelque chose d’excitant lorsqu’elle a démarré à creuser dans les informations.
“L’une des choses que nous avons apprises, c’est qu’il y a plus de ces galaxies que nous ne nous attendions à en voir.” En plus de travailler sur l’identification de ces premières galaxies, Kartaltepe a utilisé l’incroyable résolution de Webb pour étudier leur structure et leur forme. “Nous nous attendons à ce qu’il y ait des disques car les disques se forment assez naturellement dans l’univers chaque fois que vous avez quelque chose qui tourne. Mais nous en avons vu beaucoup, ce qui a été un peu une surprise.
En plus de noter la forme des galaxies dans l’univers primordial, des astronomes comme Trump commencent à pouvoir évaluer la composition chimique de ces galaxies. Il le fait en regardant le spectre de la lumière que James Webb collecte. “Nous regardons ces galaxies lointaines et nous recherchons des modèles particuliers de raies d’émission. Nous les appelons souvent une empreinte chimique car c’est vraiment en tant qu’une empreinte digitale particulière d’éléments particuliers dans le gaz d’une galaxie.
L’univers a démarré avec juste de l’hydrogène et de l’hélium, mais au fur et à mesure que les étoiles se formaient et fusionnaient des éléments, des éléments plus gros et plus lourds ont commencé à émerger et à remplir le tableau périodique tel qu’il est aujourd’hui. Et tout comme Kartaltepe, Trump trouve des preuves que les choses se passaient plus vite dans l’univers primitif que ne le prévoyaient les astronomes. “J’aurais deviné que l’univers aurait eu du mal à faire le tableau périodique et à fonder des choses. Mais ce n’est pas ce que nous avons trouvé. Au lieu de cela, l’univers semble avoir progressé assez rapidement.
Cette photo montre la première image en champ profond de Webb, une longue exposition d’une petite partie du ciel révélant des milliers de galaxies, dont beaucoup sont trop faibles pour que même Hubble puisse les détecter. NASA/STScI
Les découvertes de James Webb changent déjà la façon dont les astronomes pensent de l’univers primitif et remettent en question une partie importante de la théorie existante. Mais la partie vraiment excitante est que nous commençons à peine à voir de quoi ce télescope est capable, comme l’explique Michael Brown, astronome à l’Université Monash.
“J’ai contribué à des articles scientifiques qui n’ont utilisé que quelques minutes de informations”, affirme Brown. “La qualité d’image est tellement bonne que quelques minutes peuvent faire des choses incroyables.” Mais bientôt, Webb commencera à faire des affaires de suivi, à prendre des images en champ profond et à regarder des parties du ciel pendant des jours, voire des semaines. Au cours des mois, des années et de nombreuses années à venir, Webb va continuer à donner beaucoup de travail aux astronomes, et les astronomes comme Brown sont ravis. «Il y a toute cette complexité là-bas, et nous effleurons à peine la surface. Ce seront les choses auxquelles les étudiants désormais vont consacrer leur carrière. Et ça va être merveilleux.
Cet épisode a été produit par Katie Flood et Daniel Merino, avec une conception sonore d’Eloise Stevens. Il a été écrit par Katie Flood et Daniel Merino. Mend Mariwany est le producteur exécutif de l’émission. Notre thème musical est de Neeta Sarl.
Vous pouvez nous trouver sur Twitter @TC_Audio, sur Instagram à theconversationdotcom ou par e-mail. Vous pouvez aussi vous inscrire au courrier électronique quotidien gratuit de The Conversation ici. Une transcription de cet épisode sera bientôt disponible.
Écoutez “The Conversation Weekly” via l’une des applications répertoriées ci-dessus, téléchargez-le directement via notre flux RSS ou découvrez comment l’écouter autrement ici.
Jonathan Trump reçoit des fonds de la NASA et de la NSF.
Michael JI Brown reçoit des fonds de recherche de l’Australian Research Council et de l’Université Monash.
