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À l’époque, les bébés galaxies. Ensuite, un amas de galaxies supermassif ?

Comme des explorateurs de basket-ball repérant un adolescent agile et grand, des astronomes utilisant le télescope spatial James Webb ont récemment rapporté qu’ils avaient identifié un petit groupe captivant de jeunes galaxies à l’aube des temps. Les scientifiques disent que ces galaxies pourraient devenir l’un des plus grands amas de masse de l’univers, une collection massive de milliers de galaxies et de billions d’étoiles.

Les sept galaxies qu’ils ont identifiées remontent à un instant il y a 13 milliards d’années, juste 650 millions d’années après le Big Bang.

« Il s’agit peut-être en effet du système le plus massif de tout l’univers à cette époque », a déclaré Takahiro Morishita, astronome au Centre de traitement et d’analyse infrarouge de Caltech. Il a décrit l’amas primaire comme l’entité la plus externe, et donc la plus proche, jamais observée. Le Dr Morishita était l’auteur principal d’un rapport publié sur cette découverte Lundi en lettres du journal astrophysique.

Le rapport des scientifiques est le résultat d’un effort plus vaste connu sous le nom de Grism Lens-Amplified Survey from Space, qui a été organisé par Tommaso Treu, un astronome de l’Université de Californie à Los Angeles, pour récolter les premiers résultats scientifiques du télescope Webb.

Le télescope a été lancé en orbite autour du soleil le jour de Noël en 2021. Avec ses détecteurs infrarouges et son miroir principal en plein essor de 21 pieds de large, il est parfait pour découvrir les premières années de l’univers. Au fur et à mesure que l’univers s’étend, des galaxies très éloignées dans l’espace et dans le temps s’éloignent de la Terre si rapidement que la plupart de la lumière visible et des informations les concernant se sont propagées dans des longueurs d’onde infrarouges invisibles, comme des sirènes qui baissent de volume.

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Au cours de sa première année, le Web a déjà récupéré une abondance de galaxies brillantes et les trous noirs massifs qui se sont formés quelques centaines de millions d’années seulement après le Big Bang.

Le télescope spatial Hubble a découvert au fil des ans la plus jeune des plus petites galaxies sous forme de points de lumière rouges, visibles à une si grande distance uniquement parce qu’ils sont amplifiés par la gravité spatiale de l’amas de Pandore, un groupe de galaxies imbriquées dans le constellation. sculpteur.

Les mesures spectroscopiques à l’aide du télescope Webb ont confirmé que les sept points étaient des galaxies et étaient tous à égale distance de la Terre. Il occupe une bande d’espace de 400 000 années-lumière de diamètre, soit environ un sixième de la distance d’ici au parent le plus proche de la Voie lactée, la grande galaxie spirale Andromède.

« Ainsi, nos efforts pour suivre un protocluster potentiel précédemment connu ont finalement porté leurs fruits après près de 10 ans ! » a écrit le Dr Morishita.

Selon des calculs basés sur les modèles dominants de l’univers, la gravité finira par rassembler ces galaxies en un amas massif contenant au moins un billion d’étoiles. a déclaré Benedetta Volcani de l’Institut national d’astrophysique en Italie et membre du groupe de recherche.

Les données spectrales ont également permis au Dr Morishita et à ses collègues de déterminer que les étoiles habitant certaines de ces galaxies embryonnaires étaient étonnamment matures, contenant de grandes quantités d’éléments tels que l’oxygène et le fer, qui ont dû se former dans des fours nucléaires pendant des générations. des étoiles précédentes. D’autres galaxies parmi les plus petites galaxies étaient beaucoup plus pures. Théoriquement, les premières étoiles de l’univers étaient composées d’hydrogène pur et d’hélium, les premiers éléments issus du Big Bang.

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Certaines de ces galaxies étaient des étoiles naissant à une vitesse étonnante, dix fois plus rapide que la Voie lactée, qui fait 10 à 100 fois sa taille. D’autres dans le jeune groupe produisaient à peine une étoile par an, a déclaré le Dr Morishita, « une diversité intéressante dans un groupe de galaxies à cette époque précoce ».

Tout cela renforce les soupçons de certains cosmologistes selon lesquels l’univers primitif produisait des étoiles, des galaxies et des trous noirs beaucoup plus rapidement que ne le prédit la théorie standard. Dans un e-mail, le Dr Morishita a déclaré qu’il n’y avait toujours pas de « crise » en cosmologie.

« L’explication la plus simple », a-t-il écrit, « est que notre compréhension antérieure de la formation des étoiles et de la production de poussière dans l’univers primitif, qui sont des phénomènes complexes, était incomplète. »