L’un des objectifs scientifiques du télescope spatial James Webb est d’aider les cosmologistes à comprendre comment les premières galaxies et amas de galaxies se sont formés au début de l’Univers. De nouvelles images du télescope le montrent. Les astronomes disent que les sept galaxies montrées dans ces nouvelles images JWST sont les premières à être confirmées par spectroscopie dans le cadre d’un amas de galaxies en développement.
Parce qu’il a été démontré que ces sept galaxies sont liées gravitationnellement, les astronomes disent qu’elles sont destinées à former un amas de galaxies beaucoup plus grand à l’avenir. Les sept galaxies ont été vues seulement 650 millions d’années après le Big Bang et ont été identifiées pour la première fois par Hubble comme des candidats prometteurs pour une étude plus approfondie par le JWST.
Les astronomes utilisent le décalage vers le rouge pour mesurer les distances approximatives des galaxies très éloignées. Plus un objet est éloigné, plus il sera décalé vers le rouge. Au fur et à mesure que l’univers s’étend, les longueurs d’onde de la lumière sont étirées et “décalées” vers des longueurs d’onde plus rouges, qui sont plus longues. Des objets très éloignés peuvent émettre de l’énergie dans l’ultraviolet ou même dans des longueurs d’onde d’énergie plus élevées, tandis que des longueurs d’onde plus courtes comme l’ultraviolet et les rayons X se situent vers l’extrémité la plus bleue du spectre électromagnétique.
Ainsi, les distances extrêmes dans l’univers primitif sont référencées par le degré de déplacement de la lumière émise par un objet lors de son voyage dans l’espace. Ces galaxies ont été mesurées pour avoir un décalage vers le rouge de 7,9, ce qui correspond à 650 millions d’années après le début de l’Univers.
Jusqu’à présent, l’une des premières galaxies que JWST a vues, nommée JADES-GS-z13-0, est estimée à 325 millions d’années après le Big Bang.
L’instrument de spectrographe dans le proche infrarouge (NIRSpec) de JWST a permis aux astronomes de mesurer avec précision les distances de ces galaxies et donc de déterminer leur âge, ainsi que de les aider à déterminer que les galaxies font partie d’un amas en développement.
Une galaxie, nommée YD4, était auparavant estimée à une distance supplémentaire sur la base des seules données d’imagerie et n’était pas considérée comme faisant partie de ce groupe de galaxies. Mais maintenant, les données JWST placent plus précisément cette galaxie au même décalage vers le rouge que les autres galaxies. L’ESA affirme qu’avant le JWST, les astronomes ne disposaient pas d’imagerie haute résolution ou de données infrarouges spectrales pour faire ce type de science.
Comme le prédécesseur de JWST l’a déjà fait à plusieurs reprises, le télescope spatial Hubble a établi ces galaxies comme candidates aux observations de JWST pour une étude plus approfondie. Le programme Frontier Fields de HST a été utilisé pour effectuer des observations à l’aide de lentilles gravitationnelles, afin d’observer en détail des galaxies très éloignées. Cependant, comme Hubble ne peut pas détecter la lumière au-delà du proche infrarouge, il n’y a que peu de détails qu’il peut voir. JWST a ensuite été mis en ligne, permettant aux scientifiques de voir plus loin et plus profondément, en recueillant des données spectroscopiques détaillées en plus de l’imagerie.
