Webb révèle le début de l’univers primitif à un énorme amas galactique

Chaque géant était autrefois un bébé, même si vous ne l’avez probablement jamais vu à ce stade de son développement. Le télescope spatial James Webb de la NASA commence à faire la lumière sur les années formatrices de l’histoire de l’univers qui ont jusqu’ici été insaisissables : la formation et l’assemblage des galaxies.

Pour la première fois, un protoamas de sept galaxies a été confirmé à une distance que les astronomes appellent le redshift 7,9, soit juste 650 millions d’années après le Big Bang. Sur la base des données recueillies, les astronomes ont calculé l’évolution future de l’amas naissant et ont découvert qu’il augmenterait probablement en taille et en masse pour ressembler à l’amas Coma, le monstre de l’univers moderne.

« Il s’agit d’un site très spécial et unique d’évolution accélérée des galaxies, et Webb nous a donné la capacité sans précédent de mesurer les vitesses de ces sept galaxies et de confirmer en toute confiance qu’elles sont liées ensemble dans un protocluster », a déclaré Takahiro Morishita de l’IPAC-Californie. . Technologies, auteur principal de l’étude publiée dans Lettres du journal astrophysique.

Des mesures précises prises avec le spectromètre proche infrarouge de Webb (NIRSpec) ont été essentielles pour confirmer la distance collective des galaxies et les vitesses élevées auxquelles elles se déplacent dans un halo de matière noire – plus de deux millions de miles par heure (environ mille kilomètres par seconde) .

Les données spectrales ont permis aux astronomes de modéliser et de cartographier l’évolution future de l’amas, depuis notre époque dans l’univers moderne. La prédiction selon laquelle l’amas initial ressemblera finalement à un amas de coma signifie qu’il pourrait éventuellement figurer parmi les amas de galaxies les plus denses connus, avec des milliers de membres.

a déclaré Benedetta Volcani de l’Institut national d’astrophysique en Italie, un autre membre de l’équipe de recherche.

Les amas de galaxies sont les plus grandes concentrations de masse dans l’univers connu, ce qui peut déformer le tissu même de l’espace-temps lui-même. Cette déformation, appelée lentille gravitationnelle, peut avoir un effet grossissant sur les objets à l’extérieur de l’amas, permettant aux astronomes de regarder à travers l’amas comme une loupe géante. L’équipe de recherche a pu tirer parti de cet effet, en cherchant dans Pandora’s Cluster pour voir le cluster brut ; Même les puissants outils de Webb ont besoin de l’aide de la nature pour voir à ce jour.

Explorer comment de grands amas comme Pandora et Coma se sont réunis pour la première fois a été difficile, en raison de l’expansion de l’univers de la lumière au-delà des longueurs d’onde visibles dans l’infrarouge, car les astronomes manquaient de données à haute résolution avant Webb. Les instruments infrarouges de Webb ont été développés spécifiquement pour combler ces lacunes au début de l’histoire de l’univers.

Les sept galaxies que Webb a d’abord confirmées comme candidates à l’observation ont été créées à l’aide des données du programme Frontier Fields du télescope spatial Hubble. Le programme a consacré du temps Hubble aux observations utilisant la lentille gravitationnelle, observant en détail des galaxies très éloignées. Cependant, comme Hubble ne peut pas détecter la lumière en dehors de la plage du proche infrarouge, il ne peut voir qu’un nombre limité de détails. Webb a participé à l’enquête, en se concentrant sur les galaxies découvertes par Hubble et en collectant des données spectrales détaillées ainsi que des images.

L’équipe de recherche s’attend à ce qu’une future collaboration entre Webb et le télescope spatial romain Nancy Grace de la NASA, une mission d’enquête à grande échelle et à haute résolution, produise davantage de découvertes dans les premiers amas de galaxies. En 200 fois le champ de vision infrarouge de Hubble en un seul coup, Roman sera en mesure d’identifier plus de galaxies candidates pour un protocluster, que Webb pourra suivre pour confirmation avec des outils de spectroscopie. Le lancement de la mission romaine est actuellement prévu pour mai 2027.

« C’est incroyable que nous puissions rêver de la science dont nous rêvons maintenant que nous avons le Web », a déclaré Tommaso Trio de l’Université de Californie à Los Angeles, membre de l’équipe de recherche initiale du cluster. « Avec ce petit proto-amas de sept galaxies, à une si grande distance, nous avons obtenu un taux de confirmation spectrale de 100 %, démontrant le potentiel futur de cartographie de la matière noire et de remplissage de la chronologie de l’évolution précoce de l’univers. »