James Webb révèle la presence d’oxygene dans les galaxies premieres – rts.ch

Les scientifiques de toute la planète ont analyzed les premières données récoltées par le telescope spatial James Webb dévoilées le 12 juillet. Une équipe genevoise montre que les galaxies les plus anciennes sont bien plus évoluées que ce que les modèles prévoyaient. Et c’est une surprise!

Des scientifiques de l’Observatoire de Genève ont scruté a centaine de très vieilles galaxies repérées sur les images prizes par le télescope spatial James Webb (JWST). Des galaxies si proches de l’époque du Big Bang, événement fondateur qui a eu lieu il ya 13.8 billions d’années…

Pour la première fois, l’équipe a identifié la composition chimique de deux d’entre elles, visibles between 600 and 700 millions d’années après le Big Bang – celles encadrées de jaune sur l’image en tête d’article. Leur étude a été prepubliée on the site arXivafin d’être available for the scientific communauté.

“La première surprise, c’est la signature spectaculaire d’oxygène dans les toute premières observations du JWST”, note, enthousiaste, le premier auteur de l’étude, Daniel Schaerer, de l’Observatoire de Genève. “Les données montrent que ces lointaines galaxies sont déjà bien plus évoluées que ce que prévoyaient des modèles astrophysiques générés par ordinateur”, ajoute-t-il en répondant par téléphone à RTSinfo.

Les scientifiques sont ravis de cette discovered inattendue. You jamais observé – Hubble ne pouvait pas mesurer des spectres de galaxies aussi lointaines – qui a été possible grace aux instruments de spectrographie formidablement performants embarqués sur le JWST, dont l’instrument NIRSpec (lire encadré). Celui-ci mesure le decalage spectral de l’objet visé: le specter obtenu donne des informations sur l’âge et la composition chimiques des galaxies.

>> The specter d’emission pris par NIRSpec d’une galaxie située il ya 13.1 billion d’années:

The first spectroscopie of the composition of a galaxie lointaine donnée by the instrument NIRSpec se trouvant sur le telescope spatial James Webb. [NIRSpec Emission Spectrum/JWST - NASA, ESA, CSA, STScI]The first spectroscopie of the composition of a galaxie lointaine donnée by the instrument NIRSpec se trouvant sur le telescope spatial James Webb. [NIRSpec Emission Spectrum/JWST – NASA, ESA, CSA, STScI]

>> Le meme specter in a version plus scientific, used in the published study:

Le specter d'une galaxie obtenu avec NIRSpec.  The lignes traitillées verticales marquent la position des lignes d'emission nébulaire bien detected. [Daniel Schaerer et al., 22 juillet 2022 - Astronomy & Astrophysics]Le specter d’une galaxie obtenu avec NIRSpec. The lignes traitillées verticales marquent la position des lignes d’emission nébulaire bien detected. [Daniel Schaerer et al., 22 juillet 2022 – Astronomy & Astrophysics]

A history of chemistry

Les elements chimiques les plus répandus dans l’Univers – les plus légers et les plus simples aussi – sont l’hydrogene et l’helium: “Lorsque ces gaz fusionenent à l’interieur des étoiles, ils finissent par produire des éléments plus complexes – et plus lourds – comme le carbone, l’azote, l’oxygène ou le néon”, explique le professeur Schaerer.

Ces éléments-ci, les scientifiques ne les attendaient pas déjà quelque 600 millions d’années après le Big Bang: “Dans une galaxie peu évoluée, il n’y a pas encore eu beaucoup de générations d’étoiles… et ce sont celles qui Sont massives qui produisent les éléments chimiques lourds. Elles les éjectent: l’oxygène produit, par example, va ensuite dans la prochaine génération d’étoiles”.

“A cette époque extremely lointaine, jamais la composition chimique n’avait été mesurée!”, souligne l’astrophysicien. “De plus, l’abondance d’oxygène – environ dix fois moins que dans le Soleil – montre que la matière a été recyclée très rapidement. Ces galaxies évoluent très vite en donnant la vie à beaucoup d’étoiles. Des astres qui ont une durée de vie très courte: c’est ainsi qu’elles produisent de l’oxygène”.

Une évolution à éclaircir

Désormais, les scientifiques vont devoir s’atteler à comprendre comment la composition chimique de ces lointaines galaxies évolue et à quelle vitesse les différents éléments chimiques plus lourds apparaissent.

“Les éléments lourds sont un signe de production par les étoiles. Lorsque l’on voit du carbone, de l’azote, de l’oxygène, on sait qu’il ya eu une grande activité stellaire. Une étoile comme notre Soleil, de faible masse, vit neuf billions d’années: il évolue lentement. Il a donc peu d’effets sur la composition chimique de sa galaxie”, indique encore Daniel Schaerer.

“Ce sont les étoiles à durée de vie courte qui produisent de l’oxygène. Et il en faut beaucoup pour lancer un nouveau cycle de generation d’étoiles”.

Stephanie Jaquet

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