En étudiant les images des champs profonds de galaxies produites par le télescope James Webb, les chercheurs découvrent de plus en plus de galaxies massives… Alors même que l’expansion et l’âge de l’Univers ne devraient pas leur avoir permis une telle croissance. Il y a plusieurs explications possibles.
Le télescope James Webb continue de tenir ses promesses. L’un de ses objectifs majeurs était d’observer à travers d’extraordinaires photographies en longue exposition, la lumière désormais cantonnée à l’infrarouge de très anciennes galaxies. C’est l’un des effets de l’expansion de l’univers, les longueurs d’ondes émises par les sources visibles il y a 12 milliards d’années nous apparaissent dans l’infrarouge, il faut donc des capteurs spécialisés comme ceux du JWST pour les voir.
Une étude récente s’est penchée sur ces images en champs profonds, où le télescope tente de collecter un maximum de lumière pour détecter les sources les plus lointaines et donc les plus anciennes, dans l’infrarouge proche et moyen. Les chercheurs ont ainsi trouvé 261 galaxies massives dont ils ont étudié l’âge et la répartition, avec une conclusion attendue, mais étonnante : il y a un large surplus de ces gigantesques groupes stellaires formés alors que l’Univers n’avait même pas 1,5 milliard d’années.
Quand le modèle actuel ne colle pas
La grande question est évidemment de comprendre pourquoi et comment ces grandes galaxies ont pu se former aussi tôt. En théorie, cette période avec un Univers encore très jeune favorise à l’inverse l’apparition de galaxies plus petites. Attention, aucun chercheur n’est en train de déconstruire l’expansion de l’Univers ou de se pencher sur une autre piste… Mais les modèles actuels sont basés avant tout sur nos observations passées, et l’un des objectifs du télescope James Webb était de fournir de nouvelles données pour mieux comprendre le passé ancien. Il faut donc changer un peu les modèles.
Il y a deux pistes pour expliquer l’apparition de ces galaxies massives aussi tôt. La première, c’est que le milieu interstellaire dans lequel ont évolué ces galaxies étant jeunes était plus propice à la formation d’étoiles que celui dans lequel évoluent les galaxies d’aujourd’hui : seule une fraction des grands amas de gaz des pouponnières d’étoiles se transforment un jour en des astres brillants. Le milieu, et donc le processus, était peut-être facilité dans un univers plus jeune.
Il faudra plus de données !
La deuxième piste est que ces jeunes galaxies ont évolué pour produire rapidement des étoiles très brillantes, et donc sont comparativement plus brillantes que les jeunes galaxies d’aujourd’hui. Pour cela, les chercheurs tentent d’estimer une métrique particulière, le ratio lumière/masse de ces galaxies. Peu d’entre elles pourront apporter des réponses, mais si l'on a la chance d’en observer certaines en interaction les unes avec les autres (en collision, en fusion ou dans un amas de galaxies), alors de nouveaux indices pourraient émerger.
L’équipe responsable de la publication dans l’Astronomical Journal (revue à comité de lecture) estime qu’il faudra plus de mesures pour en savoir plus, d’autant que leurs propres observations n’ont eu pour base qu’une toute petite fraction du ciel. Patience, donc… Même si un coin du voile est levé, et que l’on ne comprend pas encore exactement pourquoi.
Source : Sky & Telescope
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