Webb révèle les couleurs d’Earendel, l’étoile la plus éloignée jamais détectée

L’étoile, que l’équipe de recherche a surnommée Earendel, est située dans la galaxie Sunrise Arc et n’est détectable qu’en raison de la puissance combinée de la technologie humaine et de la nature via un effet appelé lentille gravitationnelle. Hubble et Webb ont tous deux pu détecter Earendel grâce à son alignement chanceux derrière une ride dans l’espace-temps créée par l’énorme amas de galaxies WHL0137-08. L’amas de galaxies, situé entre nous et Earendel, est si massif qu’il déforme le tissu de l’espace lui-même, ce qui produit un effet grossissant, permettant aux astronomes de regarder à travers l’amas comme une loupe.

Alors que d’autres caractéristiques de la galaxie apparaissent plusieurs fois en raison de la lentille gravitationnelle, Earendel n’apparaît que comme un seul point lumineux, même dans l’imagerie infrarouge haute résolution de Webb. Sur cette base, les astronomes déterminent que l’objet est agrandi d’un facteur d’au moins 4 000, et est donc extrêmement petit – l’étoile la plus éloignée jamais détectée, observée 1 milliard d’années après le big bang. Le précédent détenteur du record de l’étoile la plus éloignée a été détecté par Hubble et observé environ 4 milliards d’années après le big bang. Une autre équipe de recherche utilisant Webb a récemment identifié une étoile à lentille gravitationnelle qu’ils ont surnommée Quyllur, une étoile géante rouge observée 3 milliards d’années après le big bang.

Des étoiles aussi massives qu’Earendel ont souvent des compagnons. Les astronomes ne s’attendaient pas à ce que Webb révèle des compagnons d’Earendel car ils seraient si proches les uns des autres et indiscernables dans le ciel. Cependant, en se basant uniquement sur les couleurs d’Earendel, les astronomes pensent voir des indices d’une étoile compagne plus froide et plus rouge. Cette lumière a été étirée par l’expansion de l’univers à des longueurs d’onde plus longues que les instruments de Hubble ne peuvent détecter, et n’était donc détectable qu’avec Webb.

Le NIRCam de Webb montre également d’autres détails notables dans l’arc du lever du soleil, qui est la galaxie la plus grossie jamais détectée au cours du premier milliard d’années de l’univers. Les caractéristiques comprennent à la fois de jeunes régions de formation d’étoiles et des amas d’étoiles établis plus anciens aussi petits que 10 années-lumière de diamètre. De part et d’autre de la ride de grossissement maximal, qui traverse Earendel, ces caractéristiques sont reflétées par la distorsion de la lentille gravitationnelle. La région formant les étoiles semble allongée et est estimée à moins de 5 millions d’années. Les points plus petits de chaque côté d’Earendel sont deux images d’un amas d’étoiles plus ancien et plus établi, estimé à au moins 10 millions d’années. Les astronomes ont déterminé que cet amas d’étoiles est gravitationnellement lié et qu’il persistera probablement jusqu’à nos jours. Cela nous montre à quoi auraient pu ressembler les amas globulaires de notre propre Voie lactée lorsqu’ils se sont formés il y a 13 milliards d’années.

Les astronomes analysent actuellement les données des observations de l’instrument NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) de Webb de la galaxie Sunrise Arc et d’Earendel, qui fourniront des mesures précises de composition et de distance pour la galaxie.

Depuis la découverte d’Earendel par Hubble, Webb a détecté d’autres étoiles très éloignées en utilisant cette technique, mais aucune aussi loin qu’Earendel. Les découvertes ont ouvert un nouveau domaine de l’univers à la physique stellaire et un nouveau sujet aux scientifiques étudiant l’univers primitif, où les galaxies étaient autrefois les plus petits objets cosmiques détectables. L’équipe de recherche espère prudemment que cela pourrait être une étape vers la détection éventuelle de l’une des toutes premières générations d’étoiles, composée uniquement des ingrédients bruts de l’univers créé lors du big bang – l’hydrogène et l’hélium.