James Webb explique le mystère de certaines des premières galaxies
Depuis pratiquement sa mise en service, le télescope spatial James Webb a ébranlé la cosmologie. Dans certaines de ses toutes premières observations , le télescope a pu examiner certaines des premières galaxies jamais observées, et il a découvert quelque chose d'étrange : ces galaxies étaient beaucoup plus brillantes que quiconque ne l'avait prédit. Même lorsque les instruments du télescope ont été soigneusement calibrés au cours des quelques semaines suivant le début des opérations, l'écart est resté. Il semblait que l’univers primitif était un endroit beaucoup plus animé et lumineux que prévu, et personne ne savait pourquoi.
Ce n'était pas un problème mineur. Le fait que les premières galaxies semblaient être plus grandes ou plus brillantes que ce que prédisait le modèle signifiait que quelque chose n’allait pas dans la façon dont nous comprenions l’univers primitif. Les résultats ont même été considérés comme une « rupture universelle ». Aujourd’hui, cependant, de nouvelles recherches suggèrent que l’univers n’est pas brisé – c’est simplement que les premiers trous noirs jouaient des tours.
La raison pour laquelle les galaxies brillantes étaient surprenantes était que l’explication évidente serait qu’il y avait plus d’étoiles, ou des étoiles plus brillantes, dans chaque galaxie. Mais les étoiles ne peuvent apparaître et croître qu’à une vitesse limitée, en fonction de la quantité de matière qui les entoure. Essayer d’expliquer comment les galaxies auraient pu atteindre des proportions gargantuesques était difficile. Il semble maintenant qu’une partie de cette luminosité supplémentaire soit causée par des trous noirs, qui engloutissent la matière à proximité. Au fur et à mesure qu’ils se nourrissent, la matière proche se réchauffe et brille, émettant une lumière qui rend les galaxies plus lumineuses.
Selon un nouvel article paru dans The Astronomical Journal , cela explique une partie, mais pas la totalité, de cette luminosité supplémentaire. "Nous voyons toujours plus de galaxies que prévu, même si aucune d'entre elles n'est si massive qu'elle 'brise' l'univers", a expliqué Katherine Chworowsky, chercheuse principale de l'Université du Texas à Austin.
La recherche a utilisé les données de l’enquête James Webb CEERS, qui a identifié certaines de ces premières galaxies. Lorsque les chercheurs ont retiré de l’analyse les galaxies très rouges et compactes, en se basant sur le fait que la rougeur pourrait indiquer des trous noirs à l’œuvre, les galaxies laissées sur place correspondent davantage à ce qui était attendu.
"En fin de compte, il n'y a pas de crise en termes de modèle standard de cosmologie", a déclaré Steven Finkelstein, responsable du CEERS. « Chaque fois que vous avez une théorie qui a résisté à l’épreuve du temps pendant si longtemps, vous devez disposer de preuves accablantes pour vraiment la rejeter. Et ce n'est tout simplement pas le cas.»
Il ne s’agit pas pour autant d’une affaire close. Même si les galaxies restantes ne sont plus extrêmement brillantes, elles sont encore beaucoup plus nombreuses que prévu. Il y a environ deux fois plus de galaxies massives découvertes que prévu. Cela suggère néanmoins que les premières étoiles se formaient plus rapidement qu’aujourd’hui, pour des raisons que nous ne comprenons pas encore.
"Il y a donc toujours ce sentiment d'intrigue", a déclaré Chworowsky. « Tout n’est pas entièrement compris. C'est ce qui rend ce genre de science amusant, car ce serait un domaine terriblement ennuyeux si un seul article parvenait à tout comprendre, ou s'il n'y avait plus de questions à répondre.