250 millions d’années seulement après le Big Bang : le record de la galaxie la plus éloignée vient d’être à nouveau brisé
Bien que cela ne fasse pas très longtemps qu’il recueille des données, le télescope spatial James Webb continue de battre ses propres records en matière d’observation de l’espace et du temps. Le télescope vient de détecter une galaxie candidate située à 35 milliards d’années-lumière de la Terre, ce qui, si cela se confirme, en ferait la galaxie la plus lointaine jamais découverte. Du moins, pour l’instant.
Image d’entête : représentation du télescope spatial James Webb dans l’espace. (NASA)
Regarder dans l’espace, c’est regarder dans le passé. Nous voyons les choses telles qu’elles sont apparues lorsque la lumière les a quittées pour la première fois, et comme la vitesse de la lumière dans le vide spatial est constante, plus un objet est éloigné, plus nous remontons dans le temps. Une étoile située à 100 années-lumière, par exemple, nous apparaît aujourd’hui telle qu’elle était il y a 100 ans. En tirant parti de ce phénomène, si nous observons des objets extrêmement éloignés, nous pouvons avoir un aperçu des premiers stades de l’univers.
Le télescope James Webb a été conçu pour regarder plus loin dans l’espace et dans le temps que tout autre télescope avant lui, il n’est donc pas surprenant qu’il ait pu détecter la galaxie la plus lointaine jamais observée. Connue sous le nom de CEERS-93316, cette galaxie, si il est confirmé qu’il s’agit bien d’une galaxie, se trouve à environ 35 milliards d’années-lumière. Nous la voyons alors qu’elle se trouvait juste 235 millions d’années après le Big Bang, ce qui est proche du moment où les premières galaxies auraient commencé à se former, et seulement environ 135 millions d’années après la naissance des premières étoiles.
CEERS-93316, la galaxie la plus lointaine découverte à ce jour, à environ 35 milliards d’années-lumière de la Terre. (Sophie Jewell/ Clara Pollock)
Mais cela soulève un paradoxe apparent : si l’univers a 13,8 milliards d’années, comment quelque chose peut-il être plus éloigné que cela ? La lumière n’aurait pas dû avoir assez de temps pour nous parvenir. Mais la clé est que l’univers s’est considérablement étendu depuis que la lumière a quitté la galaxie il y a environ 13,6 milliards d’années, de sorte que la « distance propre » de CEERS-93316 est maintenant de 35 milliards d’années-lumière.
L’expansion de l’univers étire les ondes lumineuses, les déplaçant vers l’extrémité rouge du spectre, et les astronomes mesurent ce « décalage vers le rouge » à l’aide de ce que l’on appelle les valeurs z. Tout ce qui a une valeur z supérieure à 10 existe dans les premières centaines de millions d’années de l’univers, et jusqu’à présent la seule galaxie confirmée dans cette gamme est GN-z11, qui a été mesurée par les télescopes Hubble et Keck I pour avoir un z d’environ 11. La galaxie CEERS-93316 l’a cependant surclassé avec un z de 16,7.
James Webb est particulièrement bien adapté à la recherche de ces lointaines galaxies. Il est équipé d’un énorme miroir qui capte davantage de lumière, ainsi que d’instruments infrarouges qui permettent de voir ces galaxies rouges peu lumineuses mieux que tout autre observatoire jusqu’à présent.
La meilleure preuve de ses capacités est peut-être la rapidité avec laquelle il continue à battre ses propres records, alors que les observations n’ont commencé qu’il y a quelques mois. CEERS-93316 n’est que le dernier détenteur du record actuel, mais deux autres études publiées au début du mois de juillet ont révélé des galaxies avec des décalages vers le rouge de z = 12,3 et 13. Ces deux études auraient été des records à elles seules, si elles n’avaient pas été dépassées aussi rapidement.
Cela dit, aucune de ces candidates n’a encore été confirmée comme galaxie, et leurs distances devront également être confirmées. Quoi qu’il en soit, il est peu probable que CEERS-93316 conserve le record très longtemps. En effet, à mesure que James Webb s’enfonce dans le cosmos, avec un temps d’observation de plus en plus long, il découvrira des galaxies et des objets encore plus ténus qui nous aideront à comprendre les premiers stades de l’univers.
L’étude disponible en prépublication dans arXiv (PDF) : The evolution of the galaxy UV luminosity function at redshifts z ‘ 8 – 15 from deep JWST and ground-based near-infrared imaging et présentée sur le site de l’Université d’Edinbourg : Edinburgh astronomers find most distant galaxy.
