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Les observations du télescope spatial James Webb de la NASA bouleversent la compréhension de l’univers primitif, indiquant la présence de galaxies grandes et matures mais remarquablement compactes grouillant d’étoiles bien plus tôt que les scientifiques ne l’avaient cru possible.
Les astronomes ont déclaré que les données obtenues par le télescope révèlent ce qui semble être six grandes galaxies aussi matures que notre Voie lactée existant environ 540 à 770 millions d’années après le Big Bang explosif qui a lancé l’univers il y a 13,8 milliards d’années. L’univers avait environ 3% de son âge actuel à l’époque.
Ces galaxies, dont l’une semble avoir une masse rivalisant avec notre Voie lactée mais 30 fois plus dense, semblent différer fondamentalement de celles qui peuplent l’univers aujourd’hui.
« Oh, ils sont radicalement différents – des créatures vraiment bizarres », a déclaré l’astrophysicien Ivo Labbe de l’Université de technologie de Swinburne en Australie, auteur principal de l’étude publiée dans la revue Nature. « Si la Voie lactée était un adulte moyen de taille normale, disons environ 5 pieds 9 pouces (1,75 mètre) et 160 livres (70 kg), il s’agirait de bébés d’un an pesant à peu près le même poids mais mesurant un peu moins de 3 ans. pouces (7 cm) de hauteur. L’univers primitif est un spectacle de monstres. «
Webb a été lancé en 2021 et a commencé à collecter des données l’année dernière. Les résultats étaient basés sur le premier ensemble de données publié par la NASA en juillet dernier à partir de Webb, un télescope doté d’instruments de détection infrarouge capables de détecter la lumière des étoiles et des galaxies les plus anciennes.
« C’est une découverte étonnante et inattendue. Nous pensions que les galaxies se forment sur des périodes de temps beaucoup plus longues », a déclaré Joel Leja, astrophysicien de Penn State et co-auteur de l’étude. « Personne ne s’attendait à les trouver. Ces galaxies candidates sont tout simplement trop évoluées pour nos attentes. Elles semblent avoir évolué plus rapidement que ne le permettent nos modèles standard. »
Leja les a appelées galaxies candidates parce que d’autres observations sont nécessaires pour confirmer qu’elles sont toutes des galaxies plutôt qu’une autre source de lumière comme un trou noir supermassif.
« Ce qui est excitant, c’est que même si seulement certaines se révèlent être des galaxies massives, ces choses sont si massives qu’elles seules bouleverseraient nos mesures de la masse totale des étoiles en ce moment. Cela suggérerait 10 à 100 fois plus de masse dans les étoiles. existant à cette époque que prévu et impliquerait que les galaxies se forment bien, bien plus vite dans l’univers qu’on ne le pensait. »
Les galaxies semblent contenir une masse équivalente à 10 milliards à 100 milliards de fois celle de notre soleil. Ce dernier chiffre est similaire à la masse de la Voie lactée.
Le voyage vers la formation des galaxies après le Big Bang reposait apparemment sur un matériau mystérieux appelé matière noire qui nous est invisible mais dont l’existence est connue en raison de l’influence gravitationnelle qu’il exerce sur la matière normale.
« La théorie principale est qu’un océan de matière noire a rempli l’univers primitif après le Big Bang », a déclaré Labbe.
« Cette matière noire – nous ne savons pas ce qu’elle est réellement – a commencé très doucement, avec seulement la plus petite des ondulations. Ces ondulations ont augmenté au fil du temps en raison de la gravité et finalement la matière noire a commencé à s’accumuler en amas concentrés, entraînant l’hydrogène. C’est cet hydrogène gazeux qui finira par se transformer en étoiles. Des amas de matière noire, de gaz et d’étoiles, c’est ce que nous appelons une galaxie », a ajouté Labbe.
Les astronomes soupçonnent que les premières étoiles ont commencé à se former 100 à 200 millions d’années après le Big Bang, chacune peut-être 1 000 fois plus massive que notre soleil mais avec une durée de vie beaucoup plus courte.
« Leur explosion a déclenché la chaîne d’événements qui ont formé les générations suivantes d’étoiles », a déclaré Labbe.
« Webb continue de nous étonner et de nous surprendre », a ajouté Labbe. « Alors oui, l’univers primitif était beaucoup plus riche et beaucoup plus diversifié – des monstres et des dragons. Et le rideau est toujours en train d’être levé. »
© Thomson Reuters 2023
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