Le télescope spatial James Webb a observé la plus lointaine des galaxies jamais détectée, qui s’est formée aux premiers âges de l’Univers, 320 millions d’années seulement après le Big Bang, selon des études publiées mardi.
Plus les galaxies sont lointaines, et donc jeunes, plus elles sont difficiles à détecter tant leur signal lumineux est faible.
Les premiers relevés du télescope James Webb (JWST), en service depuis juillet 2022, avaient identifié de nombreuses galaxies « candidates » dans l’infrarouge, une longueur d’ondes invisible pour l’oeil humain et dont l’observation permet de remonter loin dans le passé.
La puissante vision dans l’infrarouge de son imageur NIRCam, combinée aux observations en spectroscopie qui analyse la lumière provenant d’un objet pour en déterminer les éléments chimiques, a confirmé « sans ambiguïté » l’existence de quatre galaxies.
Toutes situées vers l’extrémité rouge du spectre, donc très éloignées.
Leur âge : entre 300 et 500 millions d’années environ après le Big Bang (survenu il y a 13,8 milliards d’années), détaillent deux études parues dans Nature Astronomy.
L’Univers n’avait alors que 2 % de son âge actuel, dans sa période dite de réionisation : après une période dite des âges sombres, il s’est comme rallumé et mis à produire énormément d’étoiles.
La plus lointaine des galaxies débusquée par le JWST, baptisée JADES-GS-z13-0, se serait formée « 320 millions d’années après le Big Bang », et sa lumière est la plus distante jamais observée par les astronomes, a expliqué à l’AFP Stéphane Charlot, de l’Institut d’astrophysique de Paris, l’un des auteurs de l’étude.
Tour de force
Le télescope spatial a également confirmé l’existence de la galaxie GM-z11, qu’il a datée de 450 millions d’années après le Big Bang, et dont le télescope Hubble avait détecté la présence.
Les quatre galaxies observées sont très peu massives —une centaine de millions de masses solaires, contre par exemple 1500 milliards pour la Voie lactée. Mais ces galaxies sont « très actives en formation d’étoiles, proportionnellement à leur masse », détaille l’astrophysicien.
La formation d’étoiles s’y ferait « à peu près au même rythme que la Voie lactée », une rapidité « surprenante aussi tôt dans l’Univers », commente ce chercheur du CNRS. Autre enseignement, ces galaxies sont « très pauvres en métaux », une découverte cohérente avec le modèle standard de la cosmologie : plus on se rapproche des origines, moins les étoiles ont eu le temps de former ces molécules complexes.
L’observation du JWST est « un tour de force technologique », se félicite Pieter van Dokkum, astronome à l’Université américaine de Yale, dans un commentaire joint à l’étude.
Le télescope repousse « presque tous les mois les frontières de l’exploration », en allant toujours plus loin dans l’Univers, souligne-t-il.
En février dernier, l’instrument développé par la Nasa a observé une population de six galaxies entre 500 et 700 millions d’années après le Big Bang, qui semblent beaucoup plus massives que prévu. Si l’existence de ces galaxies était confirmée par la spectroscopie, cela pourrait remettre en question une partie de la théorie sur la formation de l’Univers.
