Les sept galaxies mise en évidence sur cette image ont un redshift de 7,9, ce qui correspond à un age de l’univers de seulement 650 million d’année après le big bang. Ce qui en fait les premières galaxies confirmées par spectroscopie dans un amas en développement.
« C’est un site très spécial et unique d’évolution accélérée des galaxies, et le JWST nous a donné la capacité sans précédent de mesurer les vitesses de ces sept galaxies et de confirmer avec confiance qu’elles sont liées dans un proto-amas », a déclaré Takahiro Morishita de l’IPAC-California Institute of Technology, auteur principal de l’étude publiée dans Astrophysical Journal Letters.
Les mesures précises prises par le spectrographe proche infrarouge (NIRSpec) ont été essentielles pour confirmer la distance collective des galaxies et les vitesses élevées auxquelles elles se déplacent dans un halo de matière noire – plus de mille kilomètres par seconde.
Les données spectrales ont permis aux astronomes de modéliser et de cartographier le développement futur du groupe de galaxie, jusqu’à notre époque dans l’univers moderne. La prédiction que le proto-amas finira par ressembler à l’amas de Coma signifie qu’il pourrait finalement être parmi les collections de galaxies les plus denses connues, avec des milliers de membres.
Nous pouvons voir ces galaxies lointaines comme de petites gouttes d’eau dans différents fleuves, et nous pouvons voir qu’elles finiront toutes par faire partie d’un grand et puissant fleuve », a déclaré Benedetta Vulcani de l’Institut national d’astrophysique en Italie, un autre membre de l’équipe de recherche.
Les amas de galaxies sont les plus grandes concentrations de masse dans l’univers connu, qui peut dramatiquement déformer le tissu de l’espace-temps lui-même. Cette déformation, appelée lentille gravitationnelle, peut avoir un effet grossissant pour les objets au-delà de l’amas, permettant aux astronomes de regarder à travers l’amas comme une loupe géante. L’équipe de recherche a pu utiliser cet effet, en regardant à travers l’amas de Pandore pour voir le proto-cluster; même les puissants instruments du JWST ont besoin d’une aide de la nature pour voir plus loin.
Explorer comment de grands amas comme Pandore et Coma se sont d’abord réunis a été difficile, en raison de l’expansion de l’univers étirant la lumière au-delà des longueurs d’onde visibles dans l’infrarouge, où les astronomes manquaient de données à haute résolution avant JWST. Les instruments infrarouges du JWST ont été développés spécifiquement pour combler ces lacunes au début de l’histoire de l’univers.
Les sept galaxies confirmées par Webb ont d’abord été établies comme candidates à l’observation en utilisant les données du programme Frontier Fields du télescope spatial Hubble. Le programme a consacré le temps de Hubble à des observations utilisant la lentille gravitationnelle, pour observer des galaxies très éloignées en détail. Cependant, comme Hubble ne peut pas détecter la lumière au-delà du proche infrarouge, il n’y a pas beaucoup de détails qu’il peut voir. Webb a repris l’enquête, se concentrant sur les galaxies repérées par Hubble et recueillant des données spectroscopiques détaillées en plus de l’imagerie.
L’équipe de recherche prévoit que la collaboration future entre Webb et le télescope spatial Nancy Grace Roman de la NASA, une mission d’étude à large champ haute résolution, donnera encore plus de résultats sur les premiers amas de galaxies. Avec 200 fois le champ de vision infrarouge de Hubble en un seul coup, Roman sera en mesure d’identifier plus de candidats de galaxie de proto-amas, que Webb peut suivre pour confirmer avec ses instruments spectroscopiques. Le lancement de la mission Nancy Grace Roman est actuellement prévu pour mai 2027.
« C’est incroyable la science que nous pouvons maintenant rêver de faire, maintenant que nous avons Webb », a déclaré Tommaso Treu de l’Université de Californie, à Los Angeles, un membre de l’équipe de recherche proto-cluster. « Avec ce petit proto-amas de sept galaxies, à cette grande distance, nous avions un taux de confirmation spectroscopique de cent pour cent, démontrant le potentiel futur de cartographie de la matière noire et remplissant la chronologie du développement précoce de l’univers. »
Source de l’article: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/webb-reveals-early-universe-prequel-to-huge-galaxy-cluster
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