James-Webb découvre l’une des premières galaxies de l’Univers !

Avec le JWST, on voit toujours plus loin.
 
Or, plus loin, c’est plus vieux… le temps que la lumière émise nous parvienne enfin. Et là, les opérateurs de la NASA auront pointé leur outil d’observation vers un coin de notre univers, où à l’œil nu, la région du ciel paraît déserte.
Mais les meilleurs instruments de l’astronomie moderne révèlent aujourd’hui qu’il s’y cache une galaxie presque aussi vieille que notre Univers.
Et ils ont même réussi à en brosser le portrait.
 
On y découvre ainsi de l’hydrogène et de l’oxygène. Ce sont deux les éléments que des astronomes sont parvenus à identifier dans cette galaxie presque aussi vieille que notre Univers. Ce qui est assez peu étonnant : L’hydrogène, par exemple, est l’élément le plus abondant de l’Univers. Mais c’est la première fois que des « trouveurs » qui font « chercheurs-dans-le-civil » réussissent à le détecter dans une galaxie âgée de 13,4 milliards d’années.
 
Un exploit a été accompli en combinant des heures d’observation de la galaxie nommée GHZ2 – elle est également connue sous le « pseudo » de « GLASS-z12 » au moins autant que moâ je suis connu sous le pseudo « I-Cube » avec pour nom d’auteur celui de « Flibustier20260 », alors que je me nomme à l’état civil Ignoble Infreequentable – avec le télescope spatial James-Webb (JWST) et avec les plus de 40 antennes du grand réseau millimétrique/submillimétrique de l’Atacama (Alma, Chili). « Nous avons réussi à détecter l’émission d’atomes excités de différents éléments tels que l’hydrogène et l’oxygène à une époque jamais atteinte auparavant », raconte « Ça-va-là », l’astronome au Centre régional Alma d’Asie de l’Est de l’Observatoire astronomique national du Japon qui communique.
 
Pour la petite histoire, il n’aura pas montré la photo de Raquel Welch ni celle de Marylin Monroe pour avoir ce résultat d’excitation, mais seulement utilisé un banal spectroscope.
Il convient de vous rappeler que lorsque le télescope spatial James-Webb a commencé à observer notre Univers en 2022, il a découvert un nombre inattendu galaxies lointaines et brillantes. Il est alors devenu plus que jamais important pour les astronomes d’en apprendre plus sur leurs propriétés physiques, pour valider (ou non) leurs théories sur la formation et l’évolution des galaxies.
Ces objets sont tout simplement les plus lointains jamais observés. Et ce n’est qu’en mobilisant des instruments de pointe financés par le pognon qu’on vous pique sans vous demander votre avis avant qu’il n’atterrisse dans votre poche que les astronomes pouvaient avoir l’espoir d’accéder à des informations concernant ces « objets ».
La spectroscopie était tout indiquée, sans avoir à mobiliser ni Raquel, ni Marylin…
 
Cette technique permet en effet aux « chercheurs/trouveurs » d’identifier des éléments ou des composés par analyse de la lumière transmise jusqu’à la Terre. Ce qu’Alma a d’abord rapporté, c’est une ligne d’émission à 88 microns provenant, comme vous l’imaginez bien, d’un oxygène doublement ionisé (O₂+).
Les autres détections record de raies – trahissant d’autres éléments ou transitions – sur le spectre électromagnétique de la galaxie, combinées aux observations des instruments NIRSpec et Miri du télescope spatial James-Webb, ont finalement permis une caractérisation sans précédent de cet objet.
 
Les astronomes ont ainsi pu confirmer la situation de la galaxie GHZ2 à seulement 400 millions d’années après le Big Bang, alors que l’Univers n’avait pas plus de 3 % de son âge actuel.
Ils en concluent aussi de ces résultats que GHZ2 connaît des explosions extrêmes de formation d’étoiles dans des conditions uniques. Des conditions qui diffèrent de celles de la population plus large de galaxies à formation d’étoiles étudiées par ailleurs.
Comme attendu compte tenu de l’âge de notre Univers dans lequel évolue cette galaxie, sa métallicité – comprenez l’abondance relative d’éléments plus lourds que l’hydrogène – est significativement plus faible que celle de la plupart des galaxies étudiées jusqu’ici. Logique : Il faut du temps, de l’énergie (et des efforts) pour fabriquer des éléments lourds.
Celle-là atteint tout de même déjà le dixième de la métallicité solaire.
Et la galaxie cache une population stellaire jeune qui pourrait expliquer en partie sa forte luminosité. Une luminosité qu’elle devrait à la présence d’étoiles de courte durée de vie, massives et chaudes, que l’on ne trouve généralement pas dans les galaxies plus évoluées pour avoir trépassé depuis bien longtemps.
 
GHZ2 présente par ailleurs une masse totale de quelques centaines de millions de fois la masse de notre Soleil.
Elle est concentrée dans une région étonnamment réduite de quelque 100 parsecs (pc). Par comparaison, le diamètre de notre Voie lactée est de l’ordre de 33.000 pc.
Résultat, la densité stellaire est pour le moins très élevée. En tout cas semblable à celle des amas globulaires, ces groupes d’étoiles anciennes liées par la gravité.
Les « trouveurs » notent d’ailleurs d’autres similitudes avec ces objets : Une faible métallicité (on l’a dit), des anomalies d’abondance chimique, une densité de surface à taux de formation d’étoiles élevé et une densité de surface de masse stellaire élevée, entre autres.
Ainsi, GHZ2 pourrait s’avérer être le noyau compact d’une galaxie massive en croissance. Ou, pourquoi pas, un objet composé de plusieurs amas d’étoiles massives qui pourraient évoluer en plusieurs amas globulaires.
Mais ça, on ne saura pas…
Quoi qu’il en soit, des objets comme GHZ2 pourraient finalement aider aussi à expliquer l’origine intrigante des amas globulaires, dont la formation reste toujours aussi mystérieuse pour nos trouveurs, ceux qui cherchent toujours.
 
Et ces travaux, pour passionnants qu’ils sont sur cet univers aux milliards de galaxies, présente une structure par ailleurs si complexe qu’il intrigue les scientifiques depuis des décennies.
La question (qui est concomitante) est de savoir si cette structure galactique est une fractale, c’est-à-dire similaire à toutes les échelles. Ce qui reste ainsi encore d’actualité (même si ça n’a rien à voir avec l’O₂+ détecté chez GLASS-z12).
 
L’Univers abrite environ 2.000 milliards de galaxies (on finira l’inventaire complet une autre fois), organisées en groupes, amas et superamas, mais pas seulement.
Or, ces structures s’étendent sur des millions d’années-lumière, formant une toile cosmique complexe, liée par des contraintes gravitationnelles qui se transmettent sur des échelles de temps équivalentes alors qu’on ne les « fixe » qu’à un moment donné (le temps que la lumière arrive à nos prunelles), là où ces contraintes évoluent de proche en proche au fil du temps qui lui ne s’écoule d’ailleurs pas de façon uniforme.
Bref, un Tetris en 4 dimensions où on se retrouve au fond de la grotte imaginée par Socrate à décrypter, comme Platon, la nature de ce à quoi on n’accède pas directement !
Cependant, on sait déjà que cette hiérarchie de structures ne se répète pas indéfiniment.
 
Pour information, c’est « Deux-noix-Mange-del-brot » qui a popularisé le concept de fractales au milieu du XX^ème siècle à travers sa formulation mathématique. Une fractale est une structure définie par une seule formule mathématique qui conservant sa forme à toutes les échelles. Et il a été le premier à se demander si l’Univers pouvait être une fractale.
Rappelons que les fractales sont omniprésentes dans la nature, des branches d’un arbre aux contours d’un flocon de neige, elles nous entourent et nous sont si familières qu’on ne s’en étonne même plus.
Cependant, cette hiérarchie a une limite. À une échelle d’environ 300 millions d’années-lumière, l’Univers devient homogène, sans structures plus grandes.
Ainsi, l’Univers n’est définitivement pas une fractale, bien que certaines parties de la toile cosmique présentent des propriétés fractales.
 
Les halos de matière noire, abritant des galaxies et leurs amas, forment des structures imbriquées, avec des sous-halos et des sous-sous-halos. De même, les vides de l’Univers ne sont pas totalement vides, contenant quelques galaxies naines disposées en une version subtile de la toile cosmique.
Ainsi, bien que l’Univers dans son ensemble ne soit pas une fractale, les propriétés fractales sont omniprésentes dans ses structures complexes.
Les simulations informatiques révèlent des sous-vides contenant leurs propres toiles cosmiques, montrant la richesse et la complexité de l’Univers.
 
On rappelle qu’une fractale est donc une figure géométrique ou un ensemble naturel possédant une structure complexe et détaillée à toutes les échelles. Le concept a bien été popularisé par « Deux-noix-Mange-del-brot », qui a montré comment ces formes apparaissent dans la nature, des côtes maritimes aux structures des plantes.
Et les formules mathématiques des fractales génèrent des motifs répétitifs. Ces motifs sont autosimilaires, ce qui signifie qu’ils conservent leur apparence quelle que soit l’échelle à laquelle on les observe.
 
Mais, la matière noire, qu’on ne voit pas par définition, jouerait un rôle crucial dans la formation et l’évolution des structures cosmiques. Invisible et ne rayonnant pas, elle exerce pourtant une attraction gravitationnelle qui façonne la distribution des galaxies et des amas de galaxies visibles et vient troubler, perturber la « fractale » visible de l’univers, ou la façonner de façon indétectable.
Ces halos de matière noire, vastes nuages de cette substance encore mystérieuse, entourent les galaxies et leurs amas. Et ces halos contiendraient eux-mêmes des sous-structures, comme des sous-halos, qui abriteraient des galaxies plus petites.
Etc.
Les simulations informatiques montrent que la matière noire forme une toile cosmique complexe, avec des filaments et des vides. Cette toile influence la distribution de la matière visible, comme les étoiles et les galaxies, et joue un rôle clé dans la structure à grande échelle de l’Univers.
Et il n’est pas dit que sa distribution ne soit pas également une fractale à définir.
 
Comme vous le pressentez, le JWST a encore du boulot sous la lentille…
Avec ou sans le concours de Raquel ou de Maryline !
Ça méritait d’être signalé.
 
Pour mémoire (n’en déplaise à « Poux-tine ») : « LE PRÉSENT BILLET A ENCORE ÉTÉ RÉDIGÉ PAR UNE PERSONNE « NON RUSSE » ET MIS EN LIGNE PAR UN MÉDIA DE MASSE « NON RUSSE », REMPLISSANT DONC LES FONCTIONS D’UN AGENT « NON RUSSE » !
Post-scriptum : Alexeï Navalny est mort en détention pour ses opinions politiques. Les Russes se condamnent à perpétuité à en supporter toute la honte !
Постскриптум: Алексей Навальный умер в заключении за свои политические взгляды. Россияне обрекают себя на всю жизнь нести весь позор!
Parrainez Renommez la rue de l'ambassade de Russie à Paris en rue Alexeï Navalny (change.org)