Le télescope spatial James Webb bat le record de distance cosmique en révélant une galaxie née 290 millions d’années seulement après le Big Bang

Le télescope spatial James Webb a identifié la galaxie la plus lointaine jamais observée, JADES-GS-z14-0, qui existe seulement 290 millions d'années après le Big Bang. Cette découverte ouvre une fenêtre sur l'époque la plus ancienne de l'univers, “l'aube cosmique”.

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Un champ de milliers de petites galaxies de formes et de couleurs variées sur le fond noir de l'espace. Une étoile brillante au premier plan, avec des pointes de diffraction, se trouve en bas à gauche. Près du centre de l'image, une petite boîte blanche délimite une région et deux lignes diagonales mènent à une boîte en haut à droite. À l'intérieur de la boîte se trouve une tache en forme de banane dont une moitié est rouge-bleuâtre et l'autre nettement rouge. Une flèche pointe vers la partie la plus rouge et est étiquetée “JADES GS z 14 - 0” - © NASA, ESA, CSA, STScI, B. Robertson (UC Santa Cruz), B. Johnson (CfA), S. Tacchella (Cambridge), P. Cargile (CfA)

*Pour les passionnés de l’espace, le télescope spatial James Webb (JW Webb) est devenu un phare de la découverte, scrutant le cosmos plus profondément que jamais. Aujourd’hui, le télescope James Webb a réalisé un exploit remarquable en identifiant la galaxie la plus lointaine jamais observée, à une distance stupéfiante de 13,8 milliards d’années-lumière. Ce nouveau-né céleste, baptisé JADES-GS-z14-0, existait seulement 290 millions d’années après le Big Bang, ce qui donne un aperçu du tout premier chapitre de la formation des galaxies.

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La compréhension des premières galaxies de l’univers est cruciale pour les cosmologistes. Ces objets recèlent des indices importants sur les conditions qui régnaient juste après le Big Bang, une période connue sous le nom d’“aube cosmique”. À cette époque, l’univers est passé d’une soupe chaude et dense de particules à un état où les premières étoiles et galaxies ont pu commencer à s’assembler. L’étude de ces premières galaxies permet aux scientifiques de reconstituer l’évolution de l’univers d’une enfance chaotique vers le cosmos structuré que nous connaissons aujourd’hui.

Le télescope spatial James Webb bat le record de distance cosmique en révélant une galaxie née 290 millions d'années seulement après le Big Bang
Un graphique intitulé “Galaxie JADES GS z 14 – 0, galaxie existant 300 millions d’années après le big bang, NIRSpec microshutter array spectroscopy”. L’axe des x est intitulé “Longueur d’onde de la lumière, microns” et s’étend d’environ 0,5 micron à 5,5 microns, avec des points de repère tous les 0,5 microns de 1,0 à 5,0. L’axe des y est intitulé “Luminosité” et comporte un point zéro avec une ligne horizontale en pointillés à environ un tiers de la hauteur de l’axe. Une ligne orange irrégulière traverse horizontalement le graphique. Elle fluctue au-dessus et au-dessous de la ligne zéro jusqu’à atteindre une longueur d’onde d’environ 1,9 micron, où elle atteint son maximum avant de diminuer à nouveau progressivement, tout en restant au-dessus de la ligne zéro. La longueur d’onde où l’émission est maximale est marquée par une ligne rouge verticale intitulée “Lyman break, z = 14.32”. – © NASA, ESA, CSA, J. Olmsted (STScI), S. Carniani (Scuola Normale Superiore), JADES Collaboration

L’immense puissance d’observation de James Webb réside dans ses capacités infrarouges. La lumière émise par ces galaxies lointaines a été étirée par l’expansion de l’univers, la déplaçant dans le domaine de l’infrarouge, invisible pour les télescopes traditionnels. Les instruments de James Webb, en particulier le spectrographe proche infrarouge (NIRSpec), peuvent détecter cette faible lumière infrarouge, ce qui permet aux astronomes de mesurer le décalage vers le rouge de la galaxie – une mesure de l’étirement de la longueur d’onde de la lumière. Les décalages vers le rouge les plus élevés indiquent des distances plus grandes, et JADES-GS-z14-0 a un décalage vers le rouge record de 14,32.

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La découverte de JADES-GS-z14-0 n’est pas un hasard. Elle est l’aboutissement d’observations méticuleuses réalisées dans le cadre du programme JADES (Advanced Deep Extragalactic Survey) du JWST. Les astronomes ont utilisé les données de la caméra proche infrarouge (NIRCam) pour identifier les candidats prometteurs à étudier plus avant. Des observations spectroscopiques ultérieures avec NIRSpec ont confirmé l’immense distance de JADES-GS-z14-0 et son statut de galaxie la plus lointaine connue.

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