TEST CP James Webb éclaire les zones d’ombre de l’astrophysique
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Véritable bijou de technologie, le télescope spatial James Webb explore depuis plus de deux ans les moindres recoins de l'Univers. De la naissance des planètes à celle des premières galaxies jusqu’à la composition de l’atmosphère des exoplanètes, les premières découvertes de l’observatoire spatial se révèlent exceptionnelles sur le plan scientifique.
L’Univers recèle encore bien des mystères qu’astrophysiciens et cosmologistes s'efforcent de percer à l'aide de télescopes toujours plus puissants. Depuis juillet 2022 et la mise en service de l’observatoire spatial James Webb, cette communauté de chercheurs dispose d'un outil d'analyse à l’acuité inégalée. Conçu à l’origine pour étudier les galaxies les plus anciennes formées quelques centaines de millions d’années après le Big Bang1 , le James Webb Space Telescope (JWST) est en mesure d’explorer une palette beaucoup plus vaste de corps célestes. Car avec son immense miroir de 6,6 mètres de diamètre, l'instrument développé par l’Agence spatiale américaine (Nasa) en collaboration avec les agences spatiales européenne (ESA) et canadienne (ASC), dispose d’une sensibilité cent fois supérieure à celle de son prédécesseur, le télescope Spitzer.
Tout comme ce dernier, le JWST capte le rayonnement infrarouge émis par les objets astronomiques disséminés dans l’Univers : galaxies lointaines, trous noirs supermassifs, systèmes planétaires en formation et exoplanètes comptent parmi ses cibles de prédilection. En scrutant l’Univers jeune, le télescope est parvenu à repérer tout un ensemble de galaxies parmi les plus anciennes jamais observées jusqu’ici. Ainsi, la plus âgée de ces structures cosmiques, baptisée JADE-z14-0, existait déjà il y a 13,57 milliards d’années. « Si la découverte de galaxies à une époque aussi lointaine était attendue, nous avons eu la surprise de constater que les galaxies encore peu massives mais anormalement brillantes, car le taux de formation de nouvelles étoiles y est très élevé, étaient dix fois plus abondantes que ne le prédisaient nos modèles », note David Elbaz, directeur de recherche au Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), spécialiste de la formation et de l’évolution des galaxies.
Le rôle des filaments cosmiques se renforce
Les observations du JWST centrées sur l’Univers lointain ont en outre révélé l'existence d’un grand nombre de trous noirs supermassifs dont la masse équivaut à plusieurs millions de fois celle du Soleil. De prime abord, ces découvertes semblent aller à l’encontre du modèle standard de la cosmologie qui ne prédit ni la formation précoce de galaxies très lumineuses ni celle de gigantesques trous noirs. Aussi déconcertantes qu’elles puissent paraître, ces observations pourraient malgré tout contribuer à renforcer l’implication des filaments cosmiques. Longs de millions d’années-lumière, ces minces filets de gaz relient les galaxies entre elles. Ils joueraient donc un rôle essentiel dans la formation de ces objets célestes : « À l’aube de l’Univers, ces véritables pourvoyeurs de matière que sont les filaments cosmiques ont très probablement nourri les galaxies avec une efficacité bien supérieure à ce que nous envisagions jusqu’ici, souligne David Elbaz. Si cette thèse était confirmée par de futurs instruments d’observation de très haute résolution, tels que le spectrographe BlueMuse qui équipera prochainement le Very Large Telescope, elle contribuerait à expliquer la formation quasi-spontanée de trous noirs supermassifs et celle de galaxies presque aussi imposantes que la Voie lactée en quelques centaines de millions d’années. »
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Bibliographie
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