JWST voit tant de galaxies, et ça ne fait que commencer

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Le champ profond du télescope spatial Hubble a révélé des milliers de galaxies dans un endroit apparemment vide du ciel. Maintenant, le télescope spatial James Webb a fait passer les observations en champ profond à un niveau supérieur avec son enquête COSMOS-Web, révélant 25 000 galaxies en seulement six images, la première de cette nouvelle enquête.

“C’est incroyablement excitant d’obtenir les premières données du télescope pour COSMOS-Web”, a déclaré le chercheur principal Jeyhan Kartaltepe, de la School of Physics and Astronomy du Rochester Institute of Technology, dans un communiqué de presse. “Tout a fonctionné à merveille et les données sont encore meilleures que ce à quoi nous nous attendions. Nous avons travaillé très dur pour produire des images de qualité scientifique à utiliser pour notre analyse et ce n’est qu’une goutte d’eau dans l’océan de ce qui nous attend.

En effet, les premières images issues de l’enquête ne représentent que 4% des données qui seront éventuellement collectées avec COSMOS-Web. Les images montrent de nombreux types de galaxies, y compris des galaxies spirales, des exemples de lentilles gravitationnelles et des preuves de fusions de galaxies. Les seuls objets de l’image ci-dessus qui sont des étoiles individuelles sont ceux avec les pointes de diffraction de signature de JWST. Les autres sont des galaxies.

COSMOS-Web est le plus grand programme de la première année de JWST et l’objectif de l’enquête est de cartographier les premières structures de l’univers, ainsi que de créer une étude approfondie de jusqu’à 1 million de galaxies. Avec un total de 255 heures d’observation, COSMOS-Web cartographiera 0,6 degré carré du ciel avec NIRCam, soit environ la taille de trois pleines lunes, et 0,2 degré carré avec MIRI.

Images de quatre exemples de galaxies sélectionnées à partir de la première époque des observations COSMOS-Web NIRCam, mettant en évidence la gamme de structures qui peuvent être vues. En haut à gauche se trouve une galaxie spirale barrée ; en haut à droite se trouve un exemple de lentille gravitationnelle, où la masse de la galaxie centrale provoque l’étirement de la lumière d’une galaxie lointaine en arcs ; en bas à gauche se trouve une galaxie voisine affichant des coquilles de matière, suggérant qu’elle a fusionné avec une autre galaxie dans son passé ; en bas à droite se trouve une galaxie spirale barrée avec plusieurs amas de formation d’étoiles actives. Crédit image : COSMOS-Web/Kartaltepe, Casey, Franco, Larson, et al./RIT/UT Austin/IAP/CANDIDE.

L’image ci-dessus est une mosaïque d’images prises début janvier par la caméra proche infrarouge (NIRCam) et l’instrument infrarouge moyen (MIRI) de JWST. L’enquête recueillera des données supplémentaires dans 77 autres pointages du télescope en avril et mai, puis 69 restants en décembre et janvier 2024.

Alors que les imageurs Hubble Deep Field étaient époustouflants, ces nouvelles images de JWST contiennent des détails inaccessibles à Hubble. Comme l’ont dit Jane Rigby, les scientifiques du projet d’exploitation du JWST, l’année dernière à propos de certaines des premières images d’ingénierie du nouveau télescope : « Fondamentalement, partout où nous regardons, c’est un champ profond. Ces images d’ingénierie sont aussi nettes et nettes que les images que Hubble peut prendre, mais à une longueur d’onde de lumière que Hubble ne peut pas voir.

L’objectif de COSMOS-Web est de cartographier les premières structures de l’univers et de créer une étude large et approfondie de jusqu’à 1 million de galaxies. L’enquête espère cartographier la réionisation cosmique, étudier l’évolution des galaxies et déterminer si la matière noire peut être liée à la matière visible.

Au cours de 255 heures d’observation, COSMOS-Web cartographiera 0,6 degré carré du ciel avec NIRCam, soit environ la taille de trois pleines lunes, et 0,2 degré carré avec MIRI.

“Ce premier instantané de COSMOS-Web contient environ 25 000 galaxies, un nombre étonnant supérieur même à ce qui se trouve dans le Hubble Ultra Deep Field”, a déclaré la chercheuse principale Caitlin Casey, de l’Université du Texas à Austin. « C’est l’une des plus grandes images JWST prises à ce jour. Et pourtant, ce ne sont que 4% des données que nous obtiendrons pour l’enquête complète. Lorsqu’il sera terminé, ce champ profond sera étonnamment grand et d’une beauté écrasante.

La première époque des observations COSMOS-Web MIRI obtenues les 5 et 6 janvier 2023. Les données MIRI sont réparties en six tuiles qui ne se chevauchent pas et incluent des données provenant à la fois de l’imageur MIRI et du champ de vision du Lyot Coronograph. À gauche, une comparaison entre les données du canal 4 Spitzer IRAC (8 m) et les données MIRI 7,7 m dans un 40 ? ? × 40 ?? panneau de zoom. Crédit image : COSMOS-Web / Kartaltepe / Casey / Harish / Liu / RIT / UT Austin / CANDIDE.

L’équipe qui dirige l’enquête comprend près de 100 astronomes du monde entier.

“JWST a fourni des images si étonnantes de cette région que des sources apparaissent littéralement dans chaque petite partie du ciel observé”, a déclaré Santosh Harish, associé de recherche postdoctoral au RIT. «Ce que l’on pensait être des objets compacts sur la base des meilleures images que nous avions jusqu’à présent, les observations du JWST sont désormais capables de résoudre ces objets en plusieurs composants et, dans certains cas, révèlent même la morphologie complexe de ces sources extragalactiques. Avec ces premiers constats, nous n’avons qu’effleuré la surface de ce qui nous attend avec la réalisation de ce programme, l’année prochaine.

Pour un aperçu de l’enquête de COSMOS-Web, consultez l’article de l’équipe sur ArXiv. Pour plus d’informations, y compris des images haute résolution téléchargeables prises pour le programme COSMOS-Web, consultez leur site Web.

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