Le télescope Webb repère la galaxie la plus primitive jamais découverte

Une équipe internationale d'astronomes a utilisé le télescope spatial James Webb pour caractériser la galaxie formatrice d'étoiles la plus chimiquement primitive jamais observée — un point lumineux ultra-faible datant d'il y a 13 milliards d'années, dont la teneur en oxygène n'est que de 1/240e de celle du Soleil.

Les résultats, publiés dans Nature le 13 mai, détaillent comment l'équipe a réussi une caractérisation définitive de la galaxie connue sous le nom de LAP1-B, située à un décalage vers le rouge de 6,625, la plaçant environ 800 millions d'années après le Big Bang, pendant l'époque de la réionisation. Cette découverte fournit ce que les scientifiques décrivent comme un lien ancestral direct avec les mystérieuses « galaxies fossiles » qui orbitent aujourd'hui autour de la Voie lactée.icrr.u-tokyo+1

Une loupe naturelle

LAP1-B est si faible qu'elle est invisible sur les images standard, même celles prises par le JWST. Pour l'étudier, l'équipe de recherche dirigée par le professeur associé Kimihiko Nakajima de l'Université de Kanazawa s'est appuyée sur la lentille gravitationnelle — la courbure de la lumière par un amas de galaxies massif au premier plan appelé MACS J0416, qui a amplifié la lumière de LAP1-B environ 100 fois. L'équipe a ensuite pointé le spectrographe proche infrarouge du JWST vers la galaxie pendant plus de 30 heures, capturant de faibles raies d'émission provenant de gaz d'hydrogène et d'oxygène.kanazawa-u+1

« J'ai été instantanément ravi par l'extrême manque d'oxygène révélé dans les données », a déclaré Nakajima dans un communiqué publié par l'Institut de recherche sur les rayons cosmiques de l'Université de Tokyo. « Trouver une galaxie dans un état aussi primitif est étonnant. C'est une signature chimique qui indique clairement une galaxie primordiale capturée dans les instants suivant sa formation. »icrr.u-tokyo

Empreintes des premières étoiles

Au-delà de son abondance en oxygène record, LAP1-B a affiché un rapport carbone/oxygène élevé qui s'aligne sur les prédictions théoriques pour les matériaux dispersés par les explosions des étoiles de première génération de l'univers. La masse stellaire de la galaxie est plafonnée en dessous de 3 300 fois celle du Soleil, ce qui signifie que la matière noire domine largement sa composition.arxiv+2

Ces propriétés font de LAP1-B une correspondance quasi parfaite avec les galaxies naines ultra-faibles trouvées dans le voisinage de la Voie lactée — d'anciennes et faibles collections de vieilles étoiles longtemps décrites comme des « fossiles de l'univers ».icrr.u-tokyo

« Les astronomes soupçonnaient qu'elles pourraient être les restes des premières galaxies de l'univers car elles manquent d'éléments lourds, mais les astronomes n'avaient jamais eu de lien direct — jusqu'à ce que nous trouvions LAP1-B », a déclaré le professeur Masami Ouchi de l'Observatoire astronomique national du Japon et de l'Université de Tokyo.icrr.u-tokyo

Une nouvelle fenêtre sur les origines cosmiques

La découverte ouvre la voie à la cartographie de la manière dont les premiers éléments ont été forgés et dont les plus anciennes structures de l'univers ont pris forme. L'équipe prévoit d'utiliser le JWST pour rechercher des objets encore plus primitifs dans l'espoir d'identifier les toutes premières galaxies jamais formées.kanazawa-u+1

« Nous espérons que cette découverte marquera une étape historique dans la compréhension de la façon dont les éléments qui composent nos propres corps sont nés et se sont accumulés à travers l'Univers », a déclaré Nakajima.icrr.u-tokyo