La galaxie la plus lointaine jamais découverte recèle un secret surprenant
Des outils tels que le télescope spatial James Webb permettent aux scientifiques de remonter plus loin que jamais dans l’histoire de l’univers, en découvrant des objets incroyablement éloignés comme des galaxies datant des premières centaines de millions d’années de l’univers. Aujourd'hui, les astronomes ont observé la galaxie JADES-GS-z14-0, la galaxie la plus éloignée connue, et ont découvert quelque chose d'encore plus remarquable : des indications de présence d'oxygène à cet endroit.
Cette galaxie est si lointaine que sa lumière a mis 13,4 milliards d’années à nous parvenir, ce qui signifie que nous avons une idée de ce à quoi elle ressemblait seulement 300 millions d’années après le Big Bang. Pour une galaxie aussi jeune au tout début de l’univers, les scientifiques s’attendraient à trouver beaucoup d’hydrogène et d’hélium car ces éléments étaient présents dans les premières galaxies – mais en utilisant un télescope au sol appelé ALMA (Atacama Large Millimeter Array), ils ont également trouvé de l’oxygène. On ne s'attendait pas à ce que cela se produise avant que la galaxie ne soit beaucoup plus ancienne.
"C'est comme trouver un adolescent là où on n'attendrait que des bébés", a déclaré le chercheur principal Sander Schouws de l'Observatoire de Leiden. "Les résultats montrent que la galaxie s'est formée très rapidement et mûrit également rapidement, ce qui s'ajoute à un nombre croissant de preuves selon lesquelles la formation des galaxies se produit beaucoup plus rapidement que prévu."
Depuis que James Webb a commencé à s'intéresser à certaines des premières galaxies, les scientifiques ont commencé à soupçonner que leurs modèles de l'univers primitif pourraient être erronés, ou du moins incomplets. Il semble que l’univers primitif soit beaucoup plus occupé et plus lumineux que prévu, avec des galaxies se formant et se développant plus rapidement que prévu, et les chercheurs ne savent pas vraiment pourquoi.
"J'ai été étonné par les résultats inattendus car ils ont ouvert une nouvelle vision sur les premières phases de l'évolution des galaxies", a déclaré un autre chercheur, Stefano Carniani de la Scuola Normale Superiore de Pise, en Italie. "La preuve qu'une galaxie est déjà mature dans l'univers naissant soulève des questions sur le moment et la manière dont les galaxies se sont formées."
L'oxygène a été détecté à l'aide d'une technique appelée spectroscopie, dans laquelle la lumière provenant d'objets distants est décomposée en différentes longueurs d'onde pour voir quelles longueurs d'onde ont été absorbées. En recherchant ces absorptions, les scientifiques peuvent déterminer de quoi est constitué un objet éloigné. Dans ce cas, deux équipes distinctes ont toutes deux trouvé des indications de présence d'oxygène dans cette galaxie en analysant les données d'ALMA, un réseau au sol composé de 66 radiotélescopes chiliens qui travaillent ensemble.
Les découvertes d’ALMA ont également contribué à confirmer la distance épique qui nous sépare de la galaxie. "Alors que la galaxie a été découverte à l'origine avec le télescope spatial James Webb, il a fallu à ALMA pour confirmer et déterminer avec précision son énorme distance", a déclaré Rychard Bouwens de l'Observatoire de Leiden. "Cela montre l'étonnante synergie entre ALMA et JWST pour révéler la formation et l'évolution des premières galaxies."
La recherche doit être publiée dans un article dans Astronomy & Astrophysics et un autre article dans The Astrophysical Journal.