La Nasa et l'ESA viennent de révéler un grandiose feu d'artifice d'images de 19 galaxies prises dans l'infrarouge par le James Webb Space Telescope (JWST). Elles montrent avec des détails inédits des galaxies spirales cousines de notre Voie lactée.
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En son temps, bien avant la mise en service du James-Webb, le télescope HubbleHubble avait réalisé des images somptueuses des galaxies spirales. Bien sûr, on connaissait déjà du temps d'Edwin Hubble lui-même, avant qu'il n'établisse le caractère extérieur à la Voie lactée, de nombreuses nébuleuses que l'on sait aujourd'hui être des galaxies et pas des restes de supernovaesupernovae ou des nébuleuses planétaires autour d'étoilesétoiles agonisantes dans notre Galaxie.
Découvrez l'histoire de Caroline Herschel, la géante méconnue de l'astronomie qui catalogua le ciel nocturne, dans Chasseurs de Science. © Futura
Mais, incontestablement, les zooms faits par Hubble ont donné une tout autre dimension esthétique à des galaxies comme celle du TourbillonTourbillon, ou encore NGC 1300, une galaxie spirale barréegalaxie spirale barrée dans la constellationconstellation de l'Éridan.
On n'en attendait pas moins du James-Webb et l'on n'est pas déçu par les images de 19 galaxies spirales vues perpendiculairement à leur plan galactique dans le proche et moyen infrarouge par les instruments du JWST. Elles viennent d'être révélées par l'ESAESA et la NasaNasa, avec un communiqué qui explique en ce qui concerne ces instruments que « la NIRCam (Near-Infrared CameraNear-Infrared Camera) de Webb a capturé des millions d'étoiles dans ces images, qui scintillent dans des tons bleus. Certaines étoiles sont réparties dans les bras spiraux, mais d'autres sont regroupées étroitement en amas d'étoiles.
Les données du MiriMiri (Mid-Infrared Instrument) du télescope mettent en évidence la poussière rougeoyante, nous montrant où elle se trouve derrière, autour et entre les étoiles. Il met également en lumièrelumière les étoiles qui ne sont pas encore complètement formées - elles sont encore enfermées dans le gazgaz et la poussière qui nourrissent leur croissance, comme des graines rouge vif au sommet de pics poussiéreux ».
Des images pour comprendre la formation des étoiles et la structure des galaxies spirales
Les données fournies dans les bandes de longueurs d'ondelongueurs d'onde étudiées montrent des détails à une résolutionrésolution inédite pour des galaxies spirales en dehors de la Voie lactée. On voit ainsi des coquilles de gaz et de poussières qui peuvent avoir été créées par des explosions d'étoiles et des détails qui peuvent aider les théoriciens des structures galactiques, notamment avec des bras spiraux et des barres, à en comprendre les origines et les évolutions, par exemple en s'appuyant sur des simulations numériquessimulations numériques nourries par les observations.
Les astrophysiciensastrophysiciens se penchent depuis longtemps sur l'origine de ses structures. Ils ont ainsi pensé un temps que les spirales étaient dues à des champs magnétiqueschamps magnétiques avant de se rendre compte que la gravitationgravitation et ce que l'on appelle la théorie des ondes de densité dans le fluide constitué par les étoiles des galaxies spirales étaient la clé de la compréhension de l'apparition de ces structures (un peu comme des vaguesvagues se forment à la surface de l'eau sous l'action excitatrice du ventvent et pour les galaxies à disque à cause de la gravitation lors de passages rapprochés de galaxies). Avec le JWSTJWST, on devrait ainsi mieux comprendre pourquoi et comment les étoiles naissent de préférence dans les bras spiraux ou encore pourquoi au contraire la naissance de nouvelles étoiles peut être inhibée dans certaines galaxies.
Le saviez-vous ?
On a pensé un temps aussi que la structure spirale des galaxies, et surtout leur rotation, était un reste d’un état de turbulence du fluide de matière initialement sous forme de plasma laissé par le Big Bang, et composé ensuite essentiellement d’hydrogène et d’hélium. C’est une idée qui avait été avancée par von Weizsacker (1947) et Gamow (1952). Mais, comme l’explique James Peebles dans son célèbre ouvrage Principles of Physical Cosmology, cette idée a été abandonnée, dans sa forme initiale en tout cas, car en contradiction avec les observations des prédictions que l’on en a tirées plus tard dans le cadre la théorie du Big Bang. Fred Hoyle, vers 1950, puis Peebles lui-même, à partir de 1969, vont expliquer la rotation des galaxies par les effets de couple des forces de marée (c'est la Tidal Torque Theory, en anglais) entre galaxies naissantes.
Les études sur ce sujet se fondent dans le cadre du programme de recherche Physics at High Angular resolution in Nearby GalaxieS (Phangs), déjà lancé en utilisant des données de Hubble et de l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma), combinant donc des observations en lumière ultraviolette, visible et radio.
