À la recherche des premières galaxies de l’univers

Cette découverte rapproche les astronomes de la date à laquelle les galaxies sont apparues pour la première fois dans l’univers, environ 200 à 400 millions d’années après le Big Bang, a déclaré Yan, professeur agrégé de physique et d’astronomie à MU et auteur principal de l’étude.

“Trouver un si grand nombre de galaxies dans les premières parties de l’univers suggère que nous pourrions avoir besoin de réviser notre compréhension antérieure de la formation des galaxies”, a déclaré Yan. “Notre découverte nous donne la première indication que de nombreuses galaxies auraient pu se former dans l’univers bien plus tôt qu’on ne le pensait auparavant.”

Dans l’étude, les astronomes ont recherché des galaxies potentielles à des “décalages vers le rouge très élevés”. Yan a déclaré que le concept de décalages vers le rouge en astronomie permet aux astronomes de mesurer à quelle distance se trouvent des objets distants dans l’univers – comme les galaxies – en observant comment les couleurs changent dans les ondes de lumière qu’elles émettent.

“Si une source émettrice de lumière se dirige vers nous, la lumière est” comprimée “et cette longueur d’onde plus courte est représentée par la lumière bleue, ou blueshift”, a déclaré Yan. “Mais si cette source [of light] s’éloigne de nous, la lumière qu’elle produit est « étirée » et passe à une longueur d’onde plus longue qui est représentée par la lumière rouge, ou décalage vers le rouge. »

Yan a déclaré que la découverte d’Edwin Hubble à la fin des années 1920 selon laquelle notre univers est en constante expansion est essentielle pour comprendre comment les décalages vers le rouge sont utilisés en astronomie.

“Hubble a confirmé que les galaxies extérieures à notre galaxie de la Voie lactée s’éloignent de nous, et plus elles sont éloignées, plus elles s’éloignent rapidement”, a déclaré Yan. “Cela concerne les décalages vers le rouge à travers la notion de distances – plus le décalage vers le rouge d’un objet est élevé, comme une galaxie, plus il est éloigné de nous.”

Par conséquent, Yan a déclaré que la recherche de galaxies à des décalages vers le rouge très élevés donne aux astronomes un moyen de construire l’histoire des débuts de l’univers.

“La vitesse de la lumière est finie, il faut donc du temps à la lumière pour parcourir une distance pour nous atteindre”, a déclaré Yan. “Par exemple, lorsque nous regardons le soleil, nous ne le regardons pas à quoi il ressemble dans le présent, mais plutôt à quoi il ressemblait il y a environ huit minutes. C’est parce que c’est le temps qu’il faut pour que le rayonnement solaire atteigne Ainsi, lorsque nous regardons des galaxies qui sont très éloignées, nous regardons leurs images d’il y a longtemps.”

En utilisant ce concept, l’équipe de Yan a analysé la lumière infrarouge capturée par le JWST pour identifier les galaxies.

“Plus le décalage vers le rouge d’une galaxie est élevé, plus il faut de temps pour que la lumière nous atteigne, donc un décalage vers le rouge plus élevé correspond à une vue antérieure de l’univers”, a déclaré Yan. “Par conséquent, en observant les galaxies à des décalages vers le rouge plus élevés, nous obtenons des instantanés plus précoces de ce à quoi ressemblait l’univers il y a longtemps.”

Le JWST était essentiel à cette découverte car les objets dans l’espace comme les galaxies qui sont situés à des décalages vers le rouge élevés – 11 et plus – ne peuvent être détectés que par la lumière infrarouge, selon Yan. C’est au-delà de ce que le télescope spatial Hubble de la NASA peut détecter car le télescope Hubble ne voit que de la lumière ultraviolette au proche infrarouge.

“JWST, le télescope infrarouge le plus puissant, a la sensibilité et la résolution pour le travail”, a déclaré Yan. “Jusqu’à la publication de ces premiers ensembles de données JWST [in mid-July 2022], la plupart des astronomes pensaient que l’univers devrait avoir très peu de galaxies au-delà du décalage vers le rouge 11. À tout le moins, nos résultats remettent en question ce point de vue. Je pense que cette découverte n’est que la pointe de l’iceberg car les données que nous avons utilisées ne se concentraient que sur une très petite zone de l’univers. Après cela, je prévois que d’autres équipes d’astronomes trouveront des résultats similaires ailleurs dans les vastes étendues de l’espace alors que le JWST continue de nous fournir une nouvelle vision des parties les plus profondes de notre univers.”