À l’époque, les bébés galaxies. Ensuite, un super-méga amas galactique ?

Comme des éclaireurs de basket-ball découvrant un adolescent agile et super grand, des astronomes utilisant le télescope spatial James Webb ont récemment rapporté qu’ils avaient identifié un petit groupe captivant de bébés galaxies à l’aube des temps. Ces galaxies, disent les scientifiques, pourraient bien devenir l’un des plus grands conglomérats de masse de l’univers, un vaste amas de milliers de galaxies et de billions d’étoiles.

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

“Cela aurait en effet pu être le système le plus massif de tout l’univers à l’époque”, a déclaré Takahiro Morishita, astronome au centre de traitement et d’analyse infrarouge du California Institute of Technology. Il a décrit le proto-amas comme l’entité la plus éloignée et donc la plus ancienne jamais observée. Le Dr Morishita était l’auteur principal d’un rapport sur la découverte, qui a été publié lundi dans The Astrophysical Journal Letters.

Le rapport des scientifiques est le résultat d’un effort plus vaste connu sous le nom de Grism Lens-Amplified Survey from Space, 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 un miroir primaire en plein essor de 21 pieds de large, il est idéal pour enquêter sur les premières années de l’univers. Au fur et à mesure que l’univers s’étend, des galaxies si éloignées dans l’espace et dans le temps s’éloignent de la Terre si rapidement que la majeure partie de leur lumière visible et les informations les concernant ont été étirées dans des longueurs d’onde infrarouges invisibles, comme des sirènes qui s’éloignent et dont la hauteur diminue.

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

Les dernières galaxies infantiles avaient été détectées au fil des ans par le télescope spatial Hubble sous forme de points rouges de lumière, visibles à une si grande distance uniquement parce qu’ils avaient été amplifiés par la gravité spatiale de l’amas de Pandore, un amas intermédiaire de galaxies dans la constellation. Sculpteur.

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

“Ainsi, nos efforts de suivi du proto-cluster potentiel autrefois connu ont finalement porté leurs fruits après presque 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. “Nous pouvons voir ces galaxies lointaines comme de petites gouttes d’eau dans différentes rivières, et nous pouvons voir qu’elles finiront toutes par faire partie d’un grand et puissant fleuve”, a déclaré Benedetta Vulcani de l’Institut national d’astrophysique en Italie et membre de le groupe de recherche.

Les données spectroscopiques ont également permis au Dr Morishita et à ses collègues de déterminer que les étoiles peuplant certaines de ces galaxies embryonnaires étaient étonnamment matures, contenant des quantités importantes d’éléments comme l’oxygène et le fer, qui auraient dû être forgés dans les fours nucléaires des générations. des étoiles antérieures. D’autres parmi les galaxies naissantes étaient plus vierges. En théorie, les toutes premières étoiles de l’univers auraient été composées d’hydrogène pur et d’hélium, les premiers éléments issus du Big Bang.

Certaines de ces galaxies donnaient naissance à des étoiles à une vitesse prodigieuse, plus de 10 fois plus rapide que la Voie lactée, qui est 10 à 100 fois plus grande. D’autres dans le jeune groupe produisaient à peine une étoile par an, “ce qui est une diversité intéressante dans un groupe de galaxies à cette époque précoce”, a déclaré le Dr Morishita.

Tout cela ajoute à la suspicion de certains cosmologistes que 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 pas encore 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.”