Les télescopes James-Webb et Hubble dévoilent un impressionnant choc des titans aux confins de l’Univers

L'amas de galaxies que les astronomesastronomes appellent MACS0416 est situé à quelque 4,3 milliards d'années-lumière de la Terre. Il est en réalité constitué de deux amas en collision. Et aujourd'hui, grâce à des données renvoyées par le télescope spatial Hubble d'une part et par le télescope spatial James-Webb (JWSTJWST) d'autre part, les astronomes nous en offrent une image à couper le souffle. Une image en couleur qui combine lumière visible et infrarouge. L'une des plus complète et détaillée de notre UniversUnivers jamais obtenue.

Ici côte à côte, l’amas de galaxies MACS0416 vu par le télescope spatial Hubble en lumière optique (à gauche) et le télescope spatial James-Webb (JWST) en lumière infrarouge (à droite). Les deux images présentent des centaines de galaxies, mais l’image JWST montre des galaxies invisibles ou à peine visibles sur l’image d'Hubble. Car la vision infrarouge du JWST peut détecter des galaxies plus lointaines ou plus poussiéreuses. Le temps d’exposition total pour Webb était d’environ 22 heures, contre 122 heures pour l’image de Hubble. © Nasa, ESA, ASC, STScI

Des couleurs éclatantes pour un amas de galaxies

Les couleurs éclatantes qui apparaissent sur cette sublime image ne sont pas choisies au hasard. Le bleu code ainsi pour des longueurs d'ondelongueurs d'onde plutôt courtes et le rouge, pour des longueurs d'onde plus longue. Le vert correspond à un intermédiaire. Et ces couleurs renseignent aussi sur les distances auxquelles se situent les galaxies. Les galaxies les plus bleues sont relativement proches. Elles forment souvent des étoilesétoiles de manière intense. C'est Hubble qui les détecte le mieux. Les galaxies les plus rouges ont tendance à être plus éloignées. Elles sont du rayon du JWST.

Au-delà du plaisir pour les yeux que représente cette image de l'amas MACS0416, les astronomes y voient l'occasion d'étudier les phénomènes transitoires. Des objets dont la luminositéluminosité varie avec le temps. Grâce à des observations réalisées à quatre époques espacées de quelques semaines, ils en ont identifié 14. Ce qui suggère que le phénomène pourrait être bien plus répandu qu'ils ne l'avaient imaginé. Et vaut désormais à l'amas MACS0416 le surnom d'amas « de l'arbrearbre de Noël », « parce qu'il est très coloré et à cause de ses lumières vacillantes », précise Haojing Yan de l'Université du Missouri dans un communiqué de la Nasa.

Cette image de l’amas de galaxies MACS0416 met en évidence une galaxie particulière à lentille gravitationnelle, qui existait environ 3 milliards d’années après le big bang. Cette galaxie contient un objet transitoire surnommé « Mothra ». © Nasa, ESA, CSA, STScI, J. Diego (Instituto de Física de Cantabria, Espagne), J. D’Silva (U. Western Australia), A. Koekemoer (STScI), J. Summers & R. Windhorst (ASU) et H. Yan (Université du Missouri).

Une image aussi d’intérêt scientifique

Un phénomène transitoire parmi tous ceux identifiés se démarque particulièrement. Situé dans une galaxie qui existait environ trois milliards d'années après le Big BangBig Bang, il est ici amplifié d'un facteur d'au moins 4 000 par effet de lentillelentille gravitationnelle. Les astronomes l'ont surnommé Mothra en clin d'œilœil à sa « nature monstrueuse ».

Cette étoile était déjà visible dans les observations d'Hubble effectuées il y a neuf ans. C'est plutôt inhabituel, car un alignement très spécifique entre l'amas de galaxies du premier plan et l'étoile d'arrière-plan est nécessaire pour amplifier autant une étoile. Les mouvementsmouvements mutuels de l'étoile et de l'amas auraient dû briser cet alignement. L'explication la plus probable est qu'il existe un objet supplémentaire dans le groupe au premier plan qui ajoute grossissement un supplémentaire. Selon les chercheurs, un objet d'une massemasse comprise entre 10 000 et 1 million de fois celle de notre SoleilSoleil, mais de nature inconnue. Peut-être un amas globulaire trop peu brillant pour être observé directement.