JADES-GS-z14-0 : une galaxie qui soulève plus de questions qu'elle n'apporte de réponses !
Le télescope James Webb a récemment observé une galaxie, la plus lointaine et donc la plus jeune depuis le Big Bang découverte à ce jour. Cependant, elle présente des caractéristiques inattendues qui ne correspondent pas à nos prédictions.
Les nouvelles découvertes scientifiques se répartissent en deux catégories différentes. Il y a les découvertes qui permettent de confirmer ce que l'on sait déjà ; elles nous rassurent sur la justesse des modèles physiques que nous avons construits pour expliquer un phénomène donné.
Mais il y a aussi des découvertes scientifiques qui remettent en question ce que nous pensions savoir. Elles sont tout aussi importantes, sinon plus. En fait, elles nous indiquent que le modèle que nous avions construit n'est pas tout à fait correct et nous montrent également la voie à suivre pour l'améliorer.
Ce qui est rapporté dans cet article est l'une de ces découvertes compliquées.
La découverte dont nous parlons concerne l'univers jeune, voire nouveau-né. Il s'agit de l'évolution de l'univers au cours des quelques centaines de millions d'années qui ont suivi le Big Bang.
Le jeune univers
L'âge actuel de l'univers est estimé à environ 14 milliards d'années. La période dont nous parlons représente moins de 2 % de l'âge de l'univers. En supposant que nous parlions d'un homme dont l'espérance de vie moyenne est de 80 ans, la période dont nous parlons correspond à sa première année et demie de vie.
Les astronomes cherchent à comprendre, à ce stade du jeune univers, comment les étoiles et les galaxies se sont formées.
C'est pourquoi plusieurs programmes d'observation visent à découvrir le type et les propriétés des objets astronomiques existant dans les quelques centaines de millions d'années qui ont suivi le Big Bang.
À la recherche des galaxies primordiales
Le programme JADES, qui signifie JWST Advanced Deep Extragalactic Survey, est l'un de ces programmes. Les capacités et la sensibilité dans l'infrarouge du télescope James Webb sont utilisées pour rechercher des galaxies dans l'univers jeune.
Dans une première phase du programme, réalisée avec la caméra NIRCam, des objets candidats ont été sélectionnés qui pourraient être des galaxies très lointaines et donc primordiales.
Parmi les nombreux candidats, l'un d'entre eux était extrêmement intéressant : JADES-GS-z14-0. Des observations ultérieures avec NIRCam ont confirmé qu'il s'agissait bien d'un objet très lointain (techniquement au redshift z > 14).
Un spectre de cet objet a été réalisé (10 heures consécutives d'exposition avec le JWST ont été nécessaires). Les observations spectroscopiques permettent de voir comment la lumière émise par l'objet est distribuée à différentes longueurs d'onde et de détecter des indices de la composition chimique, ainsi qu'une estimation plus précise du décalage vers le rouge. Le spectre a confirmé qu'il s'agissait bien d'une galaxie primordiale.
Pourquoi la découverte de JADES-GS-z14-0 est-elle une complication ?
Tout d'abord, soulignons que pour l'astronome, une complication représente une grande opportunité de se rendre compte que son modèle n'est pas exact et de trouver des moyens de l'améliorer.
Cela dit, JADES-GS-z14-0 présente des caractéristiques qui vont à l'encontre de ce que prévoient les modèles.
Cette galaxie semble s'être formée environ 290 millions d'années après le Big Bang. Cependant, elle est plus lumineuse que ne le prévoient les modèles. On a découvert que la luminosité de cette galaxie n'est pas produite par un trou noir supermassif, mais uniquement par des étoiles, dont la masse totale représente des centaines de millions de fois la masse du Soleil.
La deuxième complication vient du fait que, bien que cette galaxie semble s'être formée quelque 290 millions d'années après le Big Bang, il n'est pas possible d'expliquer (avec les modèles actuels) comment elle a pu se former en si peu de temps.
La troisième complication provient de la découverte d'oxygène dans le spectre de la galaxie. En d'autres termes, l'élément oxygène existe dans la galaxie. Nous savons que l'oxygène se forme au cœur des étoiles lors des réactions de fusion thermonucléaire et qu'il est ensuite libéré dans le milieu interstellaire lors de la mort des étoiles (soit par la nébuleuse planétaire, soit par la phase de supernova).
Une autre complication, liée à la précédente, est la présence d'une quantité importante de poussière, qui résulte elle aussi de la succession de multiples générations d'étoiles.
En bref, une galaxie primordiale a été découverte, même pas 300 millions d'années après le Big Bang, mais avec des signes d'ancienneté (oxygène et poussière), de sorte qu'elle aurait dû se former il y a plus de 300 millions d'années.
Les modèles ne prédisent pas l'existence de telles galaxies, de même que si cette galaxie évolue (en la vieillissant par des simulations), elle n'acquiert les caractéristiques d'aucune des galaxies observées à un âge plus avancé.
Une complication pour les astronomes, mais aussi une grande opportunité de faire un pas en avant dans la compréhension de l'univers primordial.
Référence de l'article :
(Les résultats de la recherche n'ont pas encore été publiés ; ils sont actuellement en phase d'arbitrage).