james-webb
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L’analyse méticuleuse des données collectées par le télescope spatial James-Webb a permis de confirmer la détection de la galaxie la plus lointaine jamais observée, s’étant formée environ 325 millions d’années après le Big Bang.

Étudier le spectre lumineux des galaxies pour estimer leur âge

D’une façon similaire à l’effet Doppler, impliquant que la hauteur d’un son semble augmenter ou diminuer selon que sa source se rapproche ou s’éloigne de l’observateur, les astronomes déterminent les distances nous séparant des objets cosmiques lointains en se basant sur leur spectre lumineux. En raison de l’expansion de l’Univers, plus une galaxie est distante, plus la lumière qu’elle émet a tendance à être étirée vers le rouge.

Lors des premières observations de galaxies par le télescope spatial James-Webb, les astronomes ne pouvaient mesurer leur décalage vers cette teinte que de façon très approximative, car ils ne disposaient pas de données spectrales suffisamment détaillées.

À l’époque, celles-ci avaient indiqué un décalage vers le rouge supérieur à 12, suggérant que les galaxies semblaient se trouver à plus de 30 millions d’années-lumière et s’étaient formées dans les 350 millions d’années ayant suivi le Big Bang. Cependant, de nombreux scientifiques avaient considéré ces résultats avec un certain scepticisme.

Galaxie
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« Il était crucial de prouver que ces galaxies se trouvaient effectivement dans l’Univers primitif », explique Emma Curtis-Lake, de l’université du Hertfordshire au Royaume-Uni. « La probabilité que des galaxies proches apparaissent beaucoup plus lointaines qu’elles ne l’étaient réellement était forte. »

Détections confirmées

Dans le cadre de travaux pré-publiés sur le serveur ArXiv, une équipe internationale de chercheurs a patiemment analysé les données amassées par le télescope au cours de ses premiers mois de fonctionnement, confirmant un décalage vers le rouge de quatre galaxies extrêmement lointaines compris entre 10,4 et 13,2. Ce qui implique que ces dernières se soient formées entre 325 et 450 millions d’années après le Big Bang.

« Il s’agit de loin des spectres infrarouges les plus faibles jamais détectés », souligne Stefano Carniani, de l’école normale supérieure de Pise, en Italie. « Auparavant, le plus fort décalage vers le rouge confirmé était environ de 11. »

Au total, les observations ont duré 28 heures et ont porté sur 250 galaxies très peu lumineuses. Prévue pour 2023, une nouvelle session devrait permettre de confirmer encore plus de ces galaxies lointaines, ce qui nous offrira un aperçu sans précédent de l’aube de l’Univers et de la façon dont elles diffèrent de leurs homologues situées dans notre voisinage cosmique.

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