Une équipe internationale de scientifiques a publié aujourd'hui la plus grande image proche infrarouge jamais prise par le télescope spatial Hubble de la NASA, permettant aux astronomes de cartographier les régions de formation d'étoiles de l'univers et d'apprendre comment les galaxies les plus anciennes et les plus éloignées sont apparues. Nommée 3D-DASH, cette enquête à haute résolution permettra aux chercheurs de trouver des objets rares et des cibles pour des observations de suivi avec le télescope spatial James Webb (JWST) récemment lancé au cours de sa mission de plusieurs décennies.

Une préimpression de l'article sera publiée dans The Astrophysical Journal est disponible sur arXiv.

"Depuis son lancement il y a plus de 30 ans, le télescope spatial Hubble a mené une renaissance dans l'étude de la façon dont les galaxies ont changé au cours des 10 derniers milliards d'années de l'univers", a déclaré Lamiya Mowla, boursière Dunlap à la Faculté des arts et Science's Dunlap Institute for Astronomy &Astrophysics à l'Université de Toronto et auteur principal de l'étude. "Le programme 3D-DASH étend l'héritage de Hubble dans l'imagerie à grande échelle afin que nous puissions commencer à percer les mystères des galaxies au-delà de la nôtre."

Pour la première fois, 3D-DASH fournit aux chercheurs une étude complète dans le proche infrarouge de l'ensemble du champ COSMOS, l'un des champs de données les plus riches pour les études extragalactiques au-delà de la Voie lactée. En tant que longueur d'onde la plus longue et la plus rouge observée avec Hubble, juste après ce qui est visible à l'œil humain, le proche infrarouge permet aux astronomes de mieux voir les premières galaxies les plus éloignées.

Les astronomes doivent également parcourir une vaste zone du ciel pour trouver des objets rares dans l'univers. Jusqu'à présent, une image aussi grande n'était disponible qu'à partir du sol et souffrait d'une mauvaise résolution, ce qui limitait ce qui pouvait être observé. 3D-DASH aidera à identifier des phénomènes uniques tels que les galaxies les plus massives de l'univers, les trous noirs très actifs et les galaxies sur le point d'entrer en collision et de fusionner en une seule.

"Je suis curieux de connaître les galaxies monstres, qui sont les plus massives de l'univers formées par la fusion d'autres galaxies. Comment leurs structures se sont-elles développées et qu'est-ce qui a entraîné les changements dans leur forme ?" dit Mowla, qui a commencé à travailler sur le projet en 2015 alors qu'il était étudiant diplômé à l'Université de Yale. "Il était difficile d'étudier ces événements extrêmement rares à partir d'images existantes, c'est ce qui a motivé la conception de cette grande enquête."

Pour imager une si vaste parcelle de ciel, les chercheurs ont utilisé une nouvelle technique avec Hubble connue sous le nom de Drift And SHift (DASH). DASH crée une image huit fois plus grande que le champ de vision standard de Hubble en capturant plusieurs clichés qui sont ensuite assemblés en une mosaïque principale, similaire à la prise d'une photo panoramique sur un smartphone.

DASH prend également des images plus rapidement que la technique typique, prenant huit images par orbite de Hubble au lieu d'une image, réalisant en 250 heures ce qui aurait pris 2 000 heures auparavant.

"3D-DASH ajoute une nouvelle couche d'observations uniques dans le domaine COSMOS et constitue également un tremplin vers les relevés spatiaux de la prochaine décennie", déclare Ivelina Momcheva, responsable de la science des données à l'Institut Max Planck d'astronomie et chercheuse principale du étude. "Cela nous donne un aperçu des futures découvertes scientifiques et nous permet de développer de nouvelles techniques pour analyser ces grands ensembles de données."

3D-DASH couvre une surface totale de près de six fois la taille de la lune dans le ciel vue de la Terre. Ce record est susceptible de rester ininterrompu par le successeur de Hubble, JWST, qui est plutôt conçu pour des images sensibles en gros plan afin de capturer les détails fins d'une petite zone. Il s'agit de la plus grande image proche infrarouge du ciel disponible pour les astronomes jusqu'au lancement de la prochaine génération de télescopes au cours de la prochaine décennie, tels que le télescope spatial romain Nancy Grace et Euclid.

Jusque-là, les astronomes professionnels et les astronomes amateurs peuvent explorer le ciel à l'aide d'une version interactive en ligne de l'image 3D-DASH créée par Gabriel Brammer, professeur au Cosmic Dawn Center de l'Institut Niels Bohr de l'Université de Copenhague.

Le télescope spatial Hubble est un projet de coopération internationale entre la NASA et l'Agence spatiale européenne (ESA). Le Goddard Space Flight Center de la NASA gère le télescope à Greenbelt, Maryland. Le Space Telescope Science Institute (STScI) à Baltimore, Maryland, mène des opérations scientifiques Hubble. STScI est exploité pour la NASA par l'Association des universités pour la recherche en astronomie à Washington, D.C.

L'image complète est disponible dans les archives Mikulski pour les télescopes spatiaux. + Explorer plus loin

Hubble capture une paire particulière de galaxies spirales