Nous avons maintenant vu les premières données du télescope spatial James Webb. Il a observé les atmosphères de planètes lointaines, des groupes de galaxies proches, la lumière des galaxies courbée par de la matière noire invisible et des nuages ​​de gaz et de poussière dans les pépinières stellaires.

Nous avons également vu des gros titres affirmant que Webb a trouvé "les galaxies les plus anciennes que nous ayons jamais vues", mais qu'est-ce que cela signifie ?

Je suis un astronome professionnel qui étudie les vieilles galaxies, et même je trouve cela un peu déroutant.

Regarder loin, regarder en arrière

L'un des principaux objectifs scientifiques de Webb est de remonter le temps et d'observer l'univers primitif. Webb peut le faire car, comme tous les télescopes, c'est une machine à remonter le temps.

La lumière voyage à 300 000 kilomètres par seconde, donc quand nous regardons la lune, nous la voyons telle qu'elle était il y a une seconde. Comme les planètes de notre système solaire sont à des millions ou des milliards de kilomètres, nous les voyons telles qu'elles étaient il y a quelques minutes ou quelques heures.

En allant encore plus loin, lorsque nous regardons des galaxies lointaines avec des télescopes, nous regardons souvent la lumière qui a mis des millions ou des milliards d'années pour nous atteindre. Cela signifie que nous voyons ces galaxies telles qu'elles étaient il y a des millions ou des milliards d'années.

Qu'est-ce que James Webb a vu ?

Le télescope spatial James Webb est capable de voir des galaxies plus éloignées que les autres télescopes, y compris le télescope spatial Hubble.

Mes excellents étudiants d'été @sophmjewell et @claraluciep ont réalisé cette belle image couleur de notre galaxie redshift 16.7 à partir du nouveau papier de @cdonnanastro. Cette galaxie est à 35 milliards d'années-lumière, observée alors qu'elle n'était que 235 millions d'années après le Big Bang @NASAWebb @BBCAmos pic.twitter.com/JD1DCkLgUS

— Adam Carnall (@ACCarnall) 26 juillet 2022

Comme Hubble, il est au-dessus de l'atmosphère rougeoyante et turbulente de la Terre. Cependant, alors que Hubble a un miroir de 2,3 mètres pour focaliser la lumière, Webb a un vaste miroir de 6,5 mètres formé de 18 segments hexagonaux. Enfin, Webb est optimisé pour détecter la lumière infrarouge, ce que nous observons depuis les galaxies les plus lointaines car l'expansion de l'univers a étiré la lumière ultraviolette et infrarouge dans l'infrarouge.

Parmi les premières données obtenues par Webb figuraient des images infrarouges tournées vers un amas de galaxies appelé SMACS 0723.

La lumière de SMACS 0723 a mis 4,6 milliards d'années pour nous parvenir, nous la voyons donc telle qu'elle était il y a 4,6 milliards d'années. C'est légèrement plus ancien que le soleil et la Terre, qui ne se sont formés qu'il y a 4,56 milliards d'années.

Ces dernières semaines, les galaxies bien au-delà de SMACS 0723 ont attiré l'attention. Webb a détecté un certain nombre de galaxies dans la direction de SMACS 0723 et d'autres régions qui pourraient être si éloignées que leur lumière a mis 13,5 milliards d'années pour nous atteindre.

Je dis "pourrait" car il faudra plus de données pour confirmer absolument leurs distances, mais certaines de ces galaxies sont des candidates très convaincantes (d'autres moins).

Comme la lumière a mis 13,5 milliards d'années pour nous parvenir, nous voyons ces galaxies telles qu'elles étaient il y a 13,5 milliards d'années. L'univers lui-même a 13,8 milliards d'années, nous pourrions donc voir les galaxies telles qu'elles étaient quelques centaines de millions d'années après le Big Bang.

Jeune, vieux ou précoce ?

Bien que ces galaxies très éloignées aient été annoncées comme les "galaxies les plus anciennes", je trouve cela un peu déroutant. Nous voyons en fait ces galaxies telles qu'elles apparaissaient lorsqu'elles étaient très jeunes, peut-être âgées d'environ cent millions d'années.

Il est vrai que ces galaxies seront vieilles maintenant, mais notre propre galaxie, la Voie lactée, est aussi très vieille maintenant. Alors que notre Soleil a 4,56 milliards d'années, de nombreuses étoiles de notre galaxie ont 10 milliards d'années et certaines étoiles de la Voie lactée ont 13 milliards d'années.

De plus, les galaxies très éloignées que Webb a repérées seront très différentes aujourd'hui. Les galaxies se développent en acquérant du gaz et de la matière noire, en formant de nouvelles étoiles et en fusionnant avec d'autres galaxies.

Une petite galaxie qui formait vigoureusement des étoiles peu après le Big Bang a peut-être fini par être la graine d'une galaxie qui est aujourd'hui très massive et qui a cessé de former des étoiles il y a longtemps. Cette petite galaxie et ses anciennes étoiles auraient également pu finir par n'être qu'une partie d'une galaxie plus grande formée relativement récemment en fusionnant des galaxies.

Un record en passe de tomber

Alors devrions-nous appeler ces galaxies les plus lointaines jeunes ou vieilles ? Peut-être ni l'un ni l'autre.

James Webb voit le le plus tôt galaxies encore observées—certaines des premières galaxies qui se sont formées peu après le Big Bang.

J'ai jeté une dernière mise en garde - "encore observé". Webb vient à peine de commencer sa mission et les analyses actuelles sont basées sur des données collectées au fil des heures.

Avec des jours de données, Webb poussera sa vue vers des objets plus faibles et plus éloignés, et verra des galaxies encore plus éloignées. Le record de la galaxie la plus éloignée et donc la plus ancienne observée chutera probablement plusieurs fois avant la fin de l'année. + Explorer plus loin

La NASA révèle les premières cibles cosmiques du télescope Webb

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article d'origine.