Grâce au télescope spatial James-Webb, les astronomes ont désormais accès à des détails sans précédent de ce qu’était l'Univers à ses débuts. Les images montrent des galaxies étonnamment massives et matures.
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Depuis la mise en service actif du télescope spatial James-Webb (JWST), les limites de la science ont été repoussées. Les portesportes des premiers âges de l'Univers ont été ouvertes. Et les astronomesastronomes découvrent que ce qu'ils avaient projeté ne correspond pas nécessairement à ce qu'il leur est désormais donné d'observer. Les galaxies qui existaient alors que notre Univers n'avait pas plus de 500 millions d'années leur apparaissent, par exemple, plus massives et plus matures que ce que les théories de l'évolutionthéories de l'évolution avaient prévu.
Pour comprendre, des chercheurs de l'université de Melbourne (Australie) ont décidé de se concentrer sur l'une de ces galaxies énigmatiques. Une galaxie nommée Gz9p3 et qui n'était pas plus qu'un point sur les images renvoyées par le télescope spatial Hubble, il y a encore quelques années. Mais le JWST a offert aux astronomes, une vue unique sur ce qu'était cette galaxie il y a environ 13 milliards d'années.
Une galaxie et des milliards d’étoiles
Dans la revue Nature Astronomy, les chercheurs expliquent que Gz9p3 contient bizarrement plusieurs milliards d'étoiles. Ce qui fait d'elle, de loin, l'objet le plus massif confirmé à cette époque. Gz9p3 est 10 fois plus lourde que n'importe quelle autre galaxie observée jusqu'ici dans l'Univers lointain. Pour que ce soit possible, estiment les astronomes, les étoiles doivent s'être développées beaucoup plus rapidement et efficacement qu'ils ne le pensaient.
Autre caractéristique déroutante de Gz9p3 : sa forme. Elle suggère en effet qu'elle est issue de l'une des premières fusions de galaxies jamais observées dans notre Univers. Une fusion qui n'est d'ailleurs pas encore allée à son terme. Car sur les images du télescope spatial James-Webbtélescope spatial James-Webb, les astronomes distinguent bien deux composantes à Gz9p3.
Ainsi, la galaxie pourrait-elle présenter deux populations d'étoiles. Des étoiles plus âgées, de plus de 100 millions d'années. Des étoiles plus jeunes, aussi, issue de la fusion galactique. Et grâce à une analyse spectroscopique détaillée, les chercheurs le confirment. Ils ont pu distinguer ces deux populations au cœur de Gz9p3. Ils ont même été en mesure d'estimer que les étoiles âgées - qu'ils pensaient ne pas pouvoir exister à ce stade de l'Univers - y sont nombreuses. Des éléments spécifiques détectés dans le spectrespectre de la galaxie - notamment du siliciumsilicium, du carbonecarbone et du ferfer - révèlent, quant à eux, que cette population plus âgée d'étoiles doit exister pour enrichir la galaxie d'une abondance de produits chimiques.
Gz9p3 est la galaxie en fusion la plus brillante connue au cours des 500 premiers millions d’années de l’Univers. À gauche : l’image directe du double noyau galactique dans la région centrale. À droite : les contours du profil de lumière révèlent une structure grumeleuse allongée produite par la fusion de galaxies. © Université de Melbourne
Les interactions et les fusions de galaxies au cœur du processus
Selon les chercheurs, ces observations fournissent la preuve d'une accumulation rapide et efficace d'étoiles et de métauxmétaux immédiatement après le Big Bang. Le tout, estiment-ils, grâce à de nombreuses interactions et fusions de galaxies. Car des galaxies isolées avec leurs réserves limitées de gazgaz ne peuvent pas grandir rapidement. Alors que les interactions et les collisions donnent le coup de pouce nécessaire à la formation rapide d'étoiles.
“Il n’y a jamais eu de moment plus excitant.”
« Notre cosmologiecosmologie n'est pas nécessairement fausse, soulignent les chercheurs dans un communiqué. Mais notre compréhension de la rapiditérapidité avec laquelle les galaxies se sont formées l'est probablement. À mesure que le nombre total de galaxies observées grâce au télescope spatial James-Webb augmente, les astronomes qui étudient l'univers primitif passent de la phase de découverte à une période où nous disposons d'échantillons suffisamment grands pour commencer à construire et à affiner de nouveaux modèles. Il n'y a jamais eu de moment plus excitant pour donner un sens aux mystères de notre Univers. »
