Les lentilles gravitationnelles ont été initialement prédites par la théorie de la relativité générale (RG) d'Einstein, qui stipule que la gravité résulte de la modification de la courbure de l'espace-temps par des objets massifs. Lorsque les galaxies et les amas de galaxies s'alignent avec des objets plus éloignés, l'effet de lentille peut déformer et amplifier la lumière provenant de ces sources, permettant aux astronomes d'étudier des objets autrement très difficiles à observer. Selon l'alignement, la lumière provenant d'objets éloignés peut prendre différentes formes, comme un arc, un cercle (un « anneau d'Einstein ») ou plusieurs images d'une même source (une « croix d'Einstein »).
Les huit galaxies à lentilles représentées sur cette image ont été observées dans le cadre du programme COSMOS-Web , un programme de trésor cyclique à grand champ de 255 heures combinant les données de la caméra proche infrarouge (NIRCam) et de l'instrument infrarouge moyen (MIRI) de Webb. Aussi connu sous le nom de JWST Cosmic Origins Survey, ce programme visait à étudier les galaxies ayant existé pendant l'« Époque de la Réionisation » (environ 200 millions à 1 milliard d'années après le Big Bang), lorsque les premières étoiles et galaxies ont réionisé l' hydrogène neutre qui imprégnait l'univers, le rendant ainsi « transparent » (visible aux instruments actuels).
À partir de ces observations, les chercheurs ont mené l'enquête COSMOS-Web Lens Survey (COWLS) à la recherche de lentilles gravitationnelles. Cette étude a consisté à inspecter visuellement plus de 42 000 galaxies, parmi lesquelles 400 ont été sélectionnées comme candidates prometteuses à la formation de lentilles. Les huit galaxies présentées dans l'Image du mois ont été jugées particulièrement impressionnantes car elles couvrent une vaste période de l'histoire cosmique, entre les galaxies à lentilles et celles à lentilles. Alors que les galaxies du premier plan sont datées de 2,7 à 8,9 milliards d'années après le Big Bang, celles de l'arrière-plan existaient à une époque où l'univers était beaucoup plus jeune.
En particulier, la galaxie d'arrière-plan, sur la rangée supérieure, à gauche du centre (l'« anneau COSMOS-Web »), existait lorsque l'univers avait moins d'un milliard d'années, ce qui la situe dans l'ère de la réionisation, une période impossible à observer avec des télescopes optiques. C'est pourquoi les astronomes et les cosmologistes appellent cette période « Âges sombres cosmiques », inaccessible jusqu'au déploiement du JWST.
Un autre candidat, juste à droite de l'anneau COSMOS-Web, est également un exemple d'anneau d'Einstein, mais il apparaît plus petit et moins discernable. Ce système de lentilles ( COSJ100018+022138 ) avait déjà été confirmé par le vénérable télescope spatial Hubble, mais révélé plus en détail par Webb. Alors que la galaxie à lentille elliptique au premier plan apparaît telle qu'elle était environ 4 milliards d'années après le Big Bang, la galaxie à lentille bleue existait lorsque l'Univers avait moins de 2 milliards d'années.
D'autres galaxies apparaissent comme des arcs orangés, tandis que d'autres apparaissent rougeâtres et compactes (voir image ci-dessus). Ces derniers objets pourraient être des exemples des « Petits Points Rouges » (LRD) révélés par Webb, qui intriguent les astronomes depuis. Ces images illustrent non seulement les capacités de Webb en tant qu'observatoire, mais offrent également un aperçu de sa mission première : retracer l'évolution des galaxies et du cosmos depuis les origines jusqu'à l'ère moderne.
Par Matthew Williams, Universe Today
Edité par Lisa Lock , révisé par Robert Egan
Fourni par Universe Today
