Le télescope spatial James Webb de la NASA, de l'ESA et de l'ASC a une fois de plus surpassé ses propres limites, tenant sa promesse de repousser les frontières de l'univers observable et de nous rapprocher de l'aube cosmique grâce à la confirmation de l'existence d'une galaxie brillante qui existait 280 millions d'années après le Big Bang.
Le télescope Webb a désormais prouvé qu'il finira par dépasser pratiquement tous les points de repère qu'il a établis au cours de ces premières années, mais la galaxie nouvellement confirmée, MoM-z14, recèle des indices fascinants sur la chronologie historique de l'univers et sur la façon dont l'univers primitif était différent de ce que les astronomes imaginaient.
« Grâce au télescope Webb, nous pouvons observer plus loin que jamais auparavant, et le résultat est totalement différent de nos prédictions, ce qui est à la fois stimulant et passionnant », a déclaré Rohan Naidu, de l'Institut Kavli d'astrophysique et de recherche spatiale du MIT, auteur principal d'un article sur la galaxie MoM-z14 soumis à l' Open Journal of Astrophysics et disponible sur le serveur de prépublication arXiv.
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11 juin 2025
Les télescopes terrestres offrent un regard neuf sur l'aube cosmique
Pour la première fois, des scientifiques ont utilisé des télescopes terrestres pour observer plus de 13 milliards d'années en arrière et voir comment les premières étoiles de l'univers affectent la lumière émise par le Big Bang.
À l'aide de télescopes situés dans les hautes montagnes des Andes, au nord du Chili, des astrophysiciens ont mesuré cette lumière micro-onde polarisée pour créer une image plus claire de l'une des époques les moins comprises de l'histoire de l'univers, l'Aube cosmique.
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22 mai 2025
La nouvelle galaxie la plus éloignée a été découverte par le JWST, seulement 280 millions d'années après le Big Bang
Le JWST a récidivé. Ce puissant télescope spatial avait déjà révélé la présence de galaxies brillantes quelques centaines de millions d'années seulement après le Big Bang. Il a désormais détecté la lumière d'une galaxie datant de seulement 280 millions d'années après le Big Bang, la galaxie la plus lointaine jamais détectée.
Avant le JWST, nous ne disposions pas de télescopes infrarouges dotés de miroirs suffisamment grands pour détecter la lumière des galaxies primitives. Hubble peut observer la lumière proche infrarouge, mais son miroir ne mesure que 2,4 mètres. Il n'a découvert qu'une seule galaxie sur les 500 millions d'années de l'univers. Le télescope spatial Spitzer était un télescope infrarouge dédié, mais son miroir ne mesurait que 85 cm. Non seulement le JWST possède un miroir beaucoup plus grand, mais la technologie des détecteurs a tellement progressé que le voile obscurcissant l'univers primitif se lève, une galaxie ancienne à la fois.
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Avant le JWST, nous ne disposions pas de télescopes infrarouges dotés de miroirs suffisamment grands pour détecter la lumière des galaxies primitives. Hubble peut observer la lumière proche infrarouge, mais son miroir ne mesure que 2,4 mètres. Il n'a découvert qu'une seule galaxie sur les 500 millions d'années de l'univers. Le télescope spatial Spitzer était un télescope infrarouge dédié, mais son miroir ne mesurait que 85 cm. Non seulement le JWST possède un miroir beaucoup plus grand, mais la technologie des détecteurs a tellement progressé que le voile obscurcissant l'univers primitif se lève, une galaxie ancienne à la fois.
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07 avril 2025
Le Big Bang à portée de télescope
Campagnes d’observation « grand format », méthodes d’analyse des données novatrices, développements théoriques tous azimuts : l’astrophysique et la cosmologie entrent dans une ère de précision à même de percer tous les mystères du cosmos. Y compris celui de ses origines.
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13 novembre 2024
La découverte de trois « monstres rouges » galactiques dans l'univers primitif remet en cause les modèles actuels de formation des galaxies
Une équipe internationale dirigée par l'Université de Genève (UNIGE) a identifié trois galaxies ultra-massives – presque aussi massives que la Voie lactée – déjà en place dans le premier milliard d'années après le Big Bang.
Cette découverte surprenante a été rendue possible grâce au programme FRESCO du télescope spatial James Webb, qui utilise le spectrographe NIRCam/Grism pour mesurer avec précision les distances et les masses stellaires des galaxies. Les résultats indiquent que la formation des étoiles dans l' univers primitif a été bien plus efficace qu'on ne le pensait, remettant en cause les modèles existants de formation des galaxies.
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Cette découverte surprenante a été rendue possible grâce au programme FRESCO du télescope spatial James Webb, qui utilise le spectrographe NIRCam/Grism pour mesurer avec précision les distances et les masses stellaires des galaxies. Les résultats indiquent que la formation des étoiles dans l' univers primitif a été bien plus efficace qu'on ne le pensait, remettant en cause les modèles existants de formation des galaxies.
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19 septembre 2024
"Beyond the basics" : De nouvelles approches pour sortir de l'impasse entre astronomes sur la vitesse d'expansion de l'Univers...
Il y a presque 100 ans, les scientifiques ont découvert que l'univers était en expansion. Au cours des décennies qui ont suivi, la précision des mesures, ainsi que les interprétations et les implications de cette découverte, ont donné lieu à de vifs débats. Nous savons aujourd'hui que l'univers est sorti d'un état extrêmement comprimé lors d'un événement connu sous le nom de Big Bang.
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17 septembre 2024
Hubble a découvert plus de trous noirs que prévu dans l'univers primitif
Grâce au télescope spatial Hubble de la NASA, une équipe internationale de chercheurs dirigée par des scientifiques du département d'astronomie de l'université de Stockholm a découvert plus de trous noirs dans l'univers primitif que ce qui avait été rapporté jusqu'à présent. Ce nouveau résultat peut aider les scientifiques à comprendre comment les trous noirs supermassifs ont été créés.
Actuellement, les scientifiques n'ont pas une idée précise de la façon dont les premiers trous noirs se sont formés peu de temps après le Big Bang. On sait que des trous noirs supermassifs, pouvant peser plus d'un milliard de soleils, existent au centre de plusieurs galaxies moins d'un milliard d'années après le Big Bang.
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Actuellement, les scientifiques n'ont pas une idée précise de la façon dont les premiers trous noirs se sont formés peu de temps après le Big Bang. On sait que des trous noirs supermassifs, pouvant peser plus d'un milliard de soleils, existent au centre de plusieurs galaxies moins d'un milliard d'années après le Big Bang.
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15 septembre 2024
La cosmologie est à un tournant : nous sommes peut-être sur le point de découvrir une nouvelle physique
Depuis quelques années, une série de controverses secoue la discipline bien établie de la cosmologie. En bref, les prédictions du modèle standard de l'univers semblent être en contradiction avec certaines observations récentes.
Crédits : rayons X : NASA/CXC/SAO ; infrarouge : (Herschel) ESA/NASA/Caltech, (Spitzer) NASA/JPL/Caltech, (WISE) NASA/JPL/Caltech ; infrarouge : NASA/ESA/CSA/STScI/Webb ERO Production Team ; traitement d'image : NASA/CXC/SAO/J. Major, CC BY
Depuis quelques années, une série de controverses secoue la discipline bien établie de la cosmologie. En bref, les prédictions du modèle standard de l'univers semblent être en contradiction avec certaines observations récentes.
Une étude observationnelle soutient une théorie vieille de plusieurs siècles qui remet en cause le Big Bang
Un professeur d'informatique a utilisé l'imagerie d'un trio de télescopes et de plus de 30 000 galaxies pour mesurer le décalage vers le rouge des galaxies en fonction de leur distance par rapport à la Terre. Ses observation remettent directement en cause la validité de la théorie du Big Bang.
Dans les années 1920, Edwin Hubble et George Lemaitre ont découvert que plus la galaxie est éloignée, plus elle s'éloigne rapidement de la Terre. Cette découverte a conduit à la théorie du Big Bang, suggérant que l'univers a commencé à s'étendre il y a environ 13,8 milliards d'années.
À peu près à la même époque, l'éminent astronome Fritz Zwicky a suggéré que les galaxies plus éloignées de la Terre ne se déplaçaient pas vraiment plus vite. Zwicky soutenait que le décalage vers le rouge observé depuis la Terre n'est pas dû au déplacement des galaxies mais au fait que les photons lumineux perdent leur énergie en voyageant dans l'espace. Plus la lumière voyage longtemps, plus elle perd d'énergie, ce qui donne l'illusion que les galaxies plus éloignées de la Terre se déplacent également plus vite selon cette thèse appelée "La théorie de la lumière fatiguée" .
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20 juin 2024
Une sonde franco-chinoise pour traquer les plus grandes explosions de l'univers
Un satellite télescope franco-chinois s'envolera ce week-end pour traquer les sursauts gamma, les explosions les plus puissantes de l'univers. La lumière de ces explosions tout-puissantes a parcouru des milliards d'années-lumière pour atteindre la Terre. Les scientifiques pensent donc qu'elles pourraient détenir des réponses à certains mystères de la jeunesse de l' univers. Mais ces éclairs sont si brefs qu’ils s’avèrent difficiles à observer.
Un satellite télescope franco-chinois s'envolera ce week-end du 22 juin 2024 pour traquer les sursauts gamma, les explosions les plus puissantes de l'univers. La lumière de ces explosions tout-puissantes a parcouru des milliards d'années-lumière pour atteindre la Terre. Les scientifiques pensent donc qu'elles pourraient détenir des réponses à certains mystères de la jeunesse de l' univers. Mais ces éclairs sont si brefs qu’ils s’avèrent difficiles à observer.
Dans le but d'en apprendre davantage, le Space Variable Objects Monitor (SVOM) devrait décoller samedi 22 juin 2024 à bord d'une fusée chinoise Longue Marche 2C depuis le site de lancement de Xichang, dans la province chinoise du Sichuan. Le vaisseau spatial, qui embarque deux instruments chinois et deux instruments français, orbitera ensuite à 625 kilomètres au-dessus de la Terre.
La mission de SVOM est d'utiliser sa vision à rayons X pour traquer la source des sursauts gamma, qui sont détectés dans le ciel une fois par jour. Cette enquête cosmique a débuté "en pleine guerre froide", a expliqué Bertrand Cordier, responsable scientifique de la contribution française à la SVOM. En 1967, des satellites américains surveillant si les pays respectaient un traité d’interdiction des essais nucléaires ont repéré un bref éclair de rayons gamma, qui peuvent également être produits par des explosions nucléaires. "Ils ont cru avoir affaire à une explosion nucléaire sur Terre, avant de se rendre compte qu'elle venait de l'espace", a déclaré Cordier lors d'une conférence de presse.
"Depuis, nous essayons de comprendre l'origine de ces objets." Plusieurs missions, dont le télescope Swift de la NASA, ont déjà éclairé ces brillantes énigmes. Considérés comme les événements les plus puissants de l’univers connu, ces sursauts sont des éclairs de lumière de la plus haute énergie, qui émettent des rayons gamma et durent entre une fraction de seconde et des dizaines de secondes. L'explosion est suivie d'une "rémanence" qui peut durer des heures et "traverse l'univers entier pour nous atteindre", a expliqué Susanna Vergani de l'Observatoire de Paris.
On pense que des sursauts plus courts sont causés par des étoiles à neutrons massives qui s'entrechoquent ou par une étoile à neutrons avalée par un trou noir. On pense que des sursauts plus longs proviennent de certaines des premières étoiles de l'univers – des bêtes massives bien plus grosses que notre Soleil – devenues supernova. Le sursaut gamma le plus éloigné – et donc le plus ancien – identifié jusqu’à présent s’est produit à peine 630 millions d’années après le Big Bang, lorsque l’univers avait cinq pour cent de son âge actuel. Les sursauts gamma permettent aux scientifiques « d'étudier l'univers lointain », y compris le mystérieux processus chimique qui a donné naissance aux premières étoiles et galaxies, a déclaré Vergani.
L'atmosphère terrestre devrait être capable de nous protéger contre les explosions venant de plus loin, a-t-il ajouté. Les sursauts gamma sont si brefs que les scientifiques vont se lancer dans une course contre la montre pour collecter des données avant qu'ils ne disparaissent. Dès que SVOM détecte un sursaut gamma, il alerte une équipe de scientifiques qui sera disponible 24h/24. Dans moins de cinq minutes, un réseau de télescopes au sol dirigera son regard vers l’explosion, dans l’espoir d’en savoir plus.
© 2024 AFP
Un satellite télescope franco-chinois s'envolera ce week-end du 22 juin 2024 pour traquer les sursauts gamma, les explosions les plus puissantes de l'univers. La lumière de ces explosions tout-puissantes a parcouru des milliards d'années-lumière pour atteindre la Terre. Les scientifiques pensent donc qu'elles pourraient détenir des réponses à certains mystères de la jeunesse de l' univers. Mais ces éclairs sont si brefs qu’ils s’avèrent difficiles à observer.
Dans le but d'en apprendre davantage, le Space Variable Objects Monitor (SVOM) devrait décoller samedi 22 juin 2024 à bord d'une fusée chinoise Longue Marche 2C depuis le site de lancement de Xichang, dans la province chinoise du Sichuan. Le vaisseau spatial, qui embarque deux instruments chinois et deux instruments français, orbitera ensuite à 625 kilomètres au-dessus de la Terre.
La mission de SVOM est d'utiliser sa vision à rayons X pour traquer la source des sursauts gamma, qui sont détectés dans le ciel une fois par jour. Cette enquête cosmique a débuté "en pleine guerre froide", a expliqué Bertrand Cordier, responsable scientifique de la contribution française à la SVOM. En 1967, des satellites américains surveillant si les pays respectaient un traité d’interdiction des essais nucléaires ont repéré un bref éclair de rayons gamma, qui peuvent également être produits par des explosions nucléaires. "Ils ont cru avoir affaire à une explosion nucléaire sur Terre, avant de se rendre compte qu'elle venait de l'espace", a déclaré Cordier lors d'une conférence de presse.
"Depuis, nous essayons de comprendre l'origine de ces objets." Plusieurs missions, dont le télescope Swift de la NASA, ont déjà éclairé ces brillantes énigmes. Considérés comme les événements les plus puissants de l’univers connu, ces sursauts sont des éclairs de lumière de la plus haute énergie, qui émettent des rayons gamma et durent entre une fraction de seconde et des dizaines de secondes. L'explosion est suivie d'une "rémanence" qui peut durer des heures et "traverse l'univers entier pour nous atteindre", a expliqué Susanna Vergani de l'Observatoire de Paris.
On pense que des sursauts plus courts sont causés par des étoiles à neutrons massives qui s'entrechoquent ou par une étoile à neutrons avalée par un trou noir. On pense que des sursauts plus longs proviennent de certaines des premières étoiles de l'univers – des bêtes massives bien plus grosses que notre Soleil – devenues supernova. Le sursaut gamma le plus éloigné – et donc le plus ancien – identifié jusqu’à présent s’est produit à peine 630 millions d’années après le Big Bang, lorsque l’univers avait cinq pour cent de son âge actuel. Les sursauts gamma permettent aux scientifiques « d'étudier l'univers lointain », y compris le mystérieux processus chimique qui a donné naissance aux premières étoiles et galaxies, a déclaré Vergani.
L'atmosphère terrestre devrait être capable de nous protéger contre les explosions venant de plus loin, a-t-il ajouté. Les sursauts gamma sont si brefs que les scientifiques vont se lancer dans une course contre la montre pour collecter des données avant qu'ils ne disparaissent. Dès que SVOM détecte un sursaut gamma, il alerte une équipe de scientifiques qui sera disponible 24h/24. Dans moins de cinq minutes, un réseau de télescopes au sol dirigera son regard vers l’explosion, dans l’espoir d’en savoir plus.
© 2024 AFP
12 juin 2024
Les premiers matins du monde, dans l’œil de cyclope du James Webb Space Telescope avec David Elbaz
Le grand entretien de Ciel et espace, en partenariat avec le Club des chercheurs de la Fondation Victor Lyon de la Cité internationale universitaire de Paris, Alain Cirou reçoit David Elbaz, directeur Scientifique du Département d'Astrophysique du Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives (CEA).
Mais qu’ont vu les astrophysiciens et cosmologistes ? Pourquoi les premières découvertes soulèvent déjà des interrogations sur nos modèles actuels ? En quoi le JWST change-t-il notre récit et notre compréhension de l’histoire de l’Univers ? Une révolution était attendue – souhaitée même – tant les lumières du « premier matin du monde » étaient faibles. Mais en ouvrant ce nouvel œil de cyclope, en déchirant un voile, personne ne s’attendait à découvrir des galaxies massives, compactes et brillantes à ces très grandes distances. Ni des trous noirs supermassifs si tôt après le Big Bang. Et ce n’est pas tout… Au cœur de l’actualité cosmique, les dernières nouvelles de l’Univers expliquées et commentées par l’un de ses meilleurs spécialistes.
L’invité :
David Elbaz est astrophysicien, spécialisé dans l'étude de l'origine des étoiles, des galaxies et des trous noirs. Il est Directeur Scientifique du Département d'Astrophysique du Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives (CEA) et directeur de rédaction de la revue Astronomy & Astrophysics (revue de l'astrophysique européenne étendue à 28 pays membres). Il a été conseiller scientifique pour l'Agence spatiale européenne (ESA, AWG) et pour le Centre national d'études spatiales (CNES). Ses travaux ont été récompensés par de nombreux prix en France et dans le monde. En parallèle à ses travaux de recherche, il attache une grande importance à la diffusion des connaissances à travers des conférences, des livres, des spectacles, des documentaires, des émissions de radio.
Lancé le jour de Noël de l’année 2021, le plus grand et le plus puissant télescope spatial jamais construit – le James Webb Space Telescope (JWST) – tient ses promesses. Ce joyau à 10 milliards de dollars, doté d’un œil de 6,5 mètres de diamètre, en observant les étoiles, les nébuleuses et les exoplanètes avec une très grande sensibilité dans l’infrarouge, documente grâce à ses capacités uniques le cycle de vie de la plupart des corps célestes. Jusqu’à déterminer la composition chimique des atmosphères de petites planètes « habitables » autour de jeunes étoiles voisines. Mais c’est à l’Univers primordial, tel qu’il était quelques centaines de millions d’années après le Big bang, au moment où les premières galaxies sont nées, qu’il est principalement dédié. Et là, les surprises ne se sont pas faites attendre.
Mais qu’ont vu les astrophysiciens et cosmologistes ? Pourquoi les premières découvertes soulèvent déjà des interrogations sur nos modèles actuels ? En quoi le JWST change-t-il notre récit et notre compréhension de l’histoire de l’Univers ? Une révolution était attendue – souhaitée même – tant les lumières du « premier matin du monde » étaient faibles. Mais en ouvrant ce nouvel œil de cyclope, en déchirant un voile, personne ne s’attendait à découvrir des galaxies massives, compactes et brillantes à ces très grandes distances. Ni des trous noirs supermassifs si tôt après le Big Bang. Et ce n’est pas tout… Au cœur de l’actualité cosmique, les dernières nouvelles de l’Univers expliquées et commentées par l’un de ses meilleurs spécialistes.
L’invité :
David Elbaz est astrophysicien, spécialisé dans l'étude de l'origine des étoiles, des galaxies et des trous noirs. Il est Directeur Scientifique du Département d'Astrophysique du Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives (CEA) et directeur de rédaction de la revue Astronomy & Astrophysics (revue de l'astrophysique européenne étendue à 28 pays membres). Il a été conseiller scientifique pour l'Agence spatiale européenne (ESA, AWG) et pour le Centre national d'études spatiales (CNES). Ses travaux ont été récompensés par de nombreux prix en France et dans le monde. En parallèle à ses travaux de recherche, il attache une grande importance à la diffusion des connaissances à travers des conférences, des livres, des spectacles, des documentaires, des émissions de radio.
08 juin 2024
Les galaxies en formation active dans l’univers primitif se nourrissent de gaz froids
Des chercheurs analysant les données du télescope spatial James Webb de la NASA ont identifié trois galaxies qui pourraient s'être formées alors que l'univers n'avait que 400 à 600 millions d'années. Les données de Webb montrent que ces galaxies sont entourées de gaz que les chercheurs soupçonnent d'être presque uniquement de l'hydrogène et de l'hélium, les premiers éléments à avoir existé dans le cosmos. Les instruments de Webb sont si sensibles qu'ils ont pu détecter une quantité inhabituelle de gaz dense entourant ces galaxies. Ce gaz finira probablement par alimenter la formation de nouvelles étoiles dans les galaxies.
"Ces galaxies sont comme des îles scintillantes dans une mer de gaz autrement neutre et opaque", a expliqué Kasper Heintz, auteur principal et professeur adjoint d'astrophysique au Cosmic Dawn Center (DAWN) de l'Université de Copenhague au Danemark. "Sans Webb, nous ne serions pas en mesure d'observer ces toutes premières galaxies, et encore moins d'en apprendre autant sur leur formation."
« Nous nous éloignons d'une image des galaxies comme des écosystèmes isolés. À ce stade de l’histoire de l’univers, les galaxies sont toutes intimement liées au milieu intergalactique avec ses filaments et ses structures de gaz vierge », a ajouté Simone Nielsen, co-auteur et doctorante également basée à DAWN.
Dans les images de Webb, les galaxies ressemblent à de légères taches rouges, c'est pourquoi des données supplémentaires, appelées spectres , ont été essentielles aux conclusions de l'équipe. Ces spectres montrent que la lumière de ces galaxies est absorbée par de grandes quantités d’hydrogène neutre. "Le gaz doit être très répandu et couvrir une très grande partie de la galaxie", a déclaré Darach Watson, co-auteur et professeur à DAWN. « Cela suggère que nous assistons à l’assemblage d’hydrogène neutre dans les galaxies. Ce gaz continuera à se refroidir, à s’agglutiner et à former de nouvelles étoiles. L'univers était un endroit très différent plusieurs centaines de millions d'années après le Big Bang, au cours d'une période connue sous le nom d' ère de réionisation .
"Ces galaxies sont comme des îles scintillantes dans une mer de gaz autrement neutre et opaque", a expliqué Kasper Heintz, auteur principal et professeur adjoint d'astrophysique au Cosmic Dawn Center (DAWN) de l'Université de Copenhague au Danemark. "Sans Webb, nous ne serions pas en mesure d'observer ces toutes premières galaxies, et encore moins d'en apprendre autant sur leur formation."
« Nous nous éloignons d'une image des galaxies comme des écosystèmes isolés. À ce stade de l’histoire de l’univers, les galaxies sont toutes intimement liées au milieu intergalactique avec ses filaments et ses structures de gaz vierge », a ajouté Simone Nielsen, co-auteur et doctorante également basée à DAWN.
Dans les images de Webb, les galaxies ressemblent à de légères taches rouges, c'est pourquoi des données supplémentaires, appelées spectres , ont été essentielles aux conclusions de l'équipe. Ces spectres montrent que la lumière de ces galaxies est absorbée par de grandes quantités d’hydrogène neutre. "Le gaz doit être très répandu et couvrir une très grande partie de la galaxie", a déclaré Darach Watson, co-auteur et professeur à DAWN. « Cela suggère que nous assistons à l’assemblage d’hydrogène neutre dans les galaxies. Ce gaz continuera à se refroidir, à s’agglutiner et à former de nouvelles étoiles. L'univers était un endroit très différent plusieurs centaines de millions d'années après le Big Bang, au cours d'une période connue sous le nom d' ère de réionisation .
Le gaz entre les étoiles et les galaxies était largement opaque. Le gaz dans l’univers n’est devenu totalement transparent qu’environ 1 milliard d’années après le big bang. Les étoiles des galaxies ont contribué à chauffer et à ioniser le gaz qui les entoure, le rendant finalement complètement transparent.
En faisant correspondre les données de Webb avec des modèles de formation d'étoiles, les chercheurs ont également découvert que ces galaxies abritent principalement des populations de jeunes étoiles. "Le fait que nous observions de grands réservoirs de gaz suggère également que les galaxies n'ont pas encore eu suffisamment de temps pour former la plupart de leurs étoiles", a ajouté Watson.
Ce n'est que le début
Webb n’atteint pas seulement les objectifs de la mission qui ont motivé son développement et son lancement, il les dépasse. "Les images et les données de ces galaxies lointaines étaient impossibles à obtenir avant Webb", a expliqué Gabriel Brammer, co-auteur et professeur agrégé à DAWN. « De plus, nous avions une bonne idée de ce que nous allions trouver dès que nous avons aperçu les données pour la première fois – nous faisions presque des découvertes visuelles. »
Ce n'est que le début
Webb n’atteint pas seulement les objectifs de la mission qui ont motivé son développement et son lancement, il les dépasse. "Les images et les données de ces galaxies lointaines étaient impossibles à obtenir avant Webb", a expliqué Gabriel Brammer, co-auteur et professeur agrégé à DAWN. « De plus, nous avions une bonne idée de ce que nous allions trouver dès que nous avons aperçu les données pour la première fois – nous faisions presque des découvertes visuelles. »
Il reste encore bien d’autres questions à résoudre. Où se trouve précisément le gaz ? Quelle quantité se trouve à proximité du centre des galaxies – ou à leur périphérie ? Le gaz est-il vierge ou déjà peuplé d’éléments plus lourds ? Des recherches importantes nous attendent. "La prochaine étape consiste à créer de grands échantillons statistiques de galaxies et à quantifier en détail la prévalence et l'importance de leurs caractéristiques", a déclaré Heintz.
Fourni par la NASA
Fourni par la NASA
06 juin 2024
La détection d'éléments lourds précoces remet en question ce que nous savons des premières galaxies
Les astronomes ont détecté du carbone dans une galaxie seulement 350 millions d'années après le Big Bang, la première détection d'un élément de l'univers autre que l'hydrogène.
À l'aide du télescope spatial James Webb (JWST), une équipe internationale d'astronomes dirigée par l'Université de Cambridge a observé une très jeune galaxie dans l'univers primitif et a découvert qu'elle contenait des quantités surprenantes de carbone, l'un des germes de la vie telle que nous la connaissons.
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Remaque :
En astronomie, les éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium sont souvent appelés “métaux”. Cette terminologie peut sembler étrange car elle diffère de la classification périodique des éléments que nous utilisons en chimie. Cependant, il y a une raison à cela.
La formation des éléments chimiques qui composent notre corps, les planètes ou encore les étoiles, est aujourd’hui relativement bien comprise. Selon les modèles, juste après le Big Bang, l’Univers était composé d’une soupe de neutrons et de protons. Grâce à la baisse rapide des températures quelques minutes après le Big Bang, ces particules élémentaires ont commencé à s’associer pour former les deux éléments chimiques les plus légers – l’hydrogène, composé d’un proton et d’un neutron, et l’hélium, composé de deux protons et de deux neutrons.
Il a fallu attendre la formation des premières étoiles pour voir apparaître des éléments chimiques plus lourds. Ces éléments se forment grâce aux réactions nucléaires au cœur des étoiles. Les atomes d’hydrogène fusionnent pour former des atomes d’hélium, lesquels fusionnent pour former du Béryllium, et ainsi de suite jusqu’au fer.
Cependant, les éléments plus lourds que le fer ne peuvent se former qu’au cours d’évènements cosmiques cataclysmiques, comme des supernovae ou des collisions d’étoiles à neutrons. Lors de ces événements, une fraction des neutrons sont éjectés et viennent se combiner avec les noyaux lourds, comme le fer et le nickel, présents dans la croûte de ces astres, pour former des atomes plus lourds encore. Ce phénomène est appelé capture rapide de neutrons.
Donc, en résumé, les astronomes appellent “métaux” tous les éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium car ces éléments ont été formés dans des conditions très différentes de celles qui ont permis la formation de l’hydrogène et de l’hélium. C’est une façon de distinguer les éléments formés lors du Big Bang (l’hydrogène et l’hélium) de ceux formés plus tard dans les étoiles et lors d’événements cosmiques cataclysmiques.
À l'aide du télescope spatial James Webb (JWST), une équipe internationale d'astronomes dirigée par l'Université de Cambridge a observé une très jeune galaxie dans l'univers primitif et a découvert qu'elle contenait des quantités surprenantes de carbone, l'un des germes de la vie telle que nous la connaissons.
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Remaque :
En astronomie, les éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium sont souvent appelés “métaux”. Cette terminologie peut sembler étrange car elle diffère de la classification périodique des éléments que nous utilisons en chimie. Cependant, il y a une raison à cela.
La formation des éléments chimiques qui composent notre corps, les planètes ou encore les étoiles, est aujourd’hui relativement bien comprise. Selon les modèles, juste après le Big Bang, l’Univers était composé d’une soupe de neutrons et de protons. Grâce à la baisse rapide des températures quelques minutes après le Big Bang, ces particules élémentaires ont commencé à s’associer pour former les deux éléments chimiques les plus légers – l’hydrogène, composé d’un proton et d’un neutron, et l’hélium, composé de deux protons et de deux neutrons.
Il a fallu attendre la formation des premières étoiles pour voir apparaître des éléments chimiques plus lourds. Ces éléments se forment grâce aux réactions nucléaires au cœur des étoiles. Les atomes d’hydrogène fusionnent pour former des atomes d’hélium, lesquels fusionnent pour former du Béryllium, et ainsi de suite jusqu’au fer.
Cependant, les éléments plus lourds que le fer ne peuvent se former qu’au cours d’évènements cosmiques cataclysmiques, comme des supernovae ou des collisions d’étoiles à neutrons. Lors de ces événements, une fraction des neutrons sont éjectés et viennent se combiner avec les noyaux lourds, comme le fer et le nickel, présents dans la croûte de ces astres, pour former des atomes plus lourds encore. Ce phénomène est appelé capture rapide de neutrons.
Donc, en résumé, les astronomes appellent “métaux” tous les éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium car ces éléments ont été formés dans des conditions très différentes de celles qui ont permis la formation de l’hydrogène et de l’hélium. C’est une façon de distinguer les éléments formés lors du Big Bang (l’hydrogène et l’hélium) de ceux formés plus tard dans les étoiles et lors d’événements cosmiques cataclysmiques.
30 mai 2024
Les astronomes découvrent la galaxie la plus éloignée grâce au télescope spatial James Webb
Une équipe internationale d'astronomes a annoncé la découverte des deux galaxies les plus anciennes et les plus lointaines jamais observées, remontant à seulement 300 millions d'années après le Big Bang. Ces résultats, obtenus grâce au télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA, marquent une étape majeure dans l'étude de l'univers primitif.
Les découvertes ont été faites par l’équipe JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES). Daniel Eisenstein du Centre d'Astrophysique | Harvard & Smithsonian (CfA) est l'un des chefs d'équipe de JADES et chercheur principal du programme d'observation qui a révélé ces galaxies. Ben Johnson et Phillip Cargile, tous deux chercheurs scientifiques au CfA, et Zihao Wu, titulaire d'un doctorat à Harvard. étudiant au CfA, a également joué un rôle important.
En raison de l’expansion de l’univers, la lumière des galaxies lointaines s’étend vers des longueurs d’onde plus longues au fur et à mesure de son déplacement. Cet effet est si extrême pour ces deux galaxies que leur lumière ultraviolette est décalée vers les longueurs d'onde infrarouges où seul JWST peut la voir. Parce que la lumière met du temps à se déplacer, les galaxies plus lointaines sont également vues comme elles l’étaient plus tôt dans le temps.
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Les découvertes ont été faites par l’équipe JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES). Daniel Eisenstein du Centre d'Astrophysique | Harvard & Smithsonian (CfA) est l'un des chefs d'équipe de JADES et chercheur principal du programme d'observation qui a révélé ces galaxies. Ben Johnson et Phillip Cargile, tous deux chercheurs scientifiques au CfA, et Zihao Wu, titulaire d'un doctorat à Harvard. étudiant au CfA, a également joué un rôle important.
En raison de l’expansion de l’univers, la lumière des galaxies lointaines s’étend vers des longueurs d’onde plus longues au fur et à mesure de son déplacement. Cet effet est si extrême pour ces deux galaxies que leur lumière ultraviolette est décalée vers les longueurs d'onde infrarouges où seul JWST peut la voir. Parce que la lumière met du temps à se déplacer, les galaxies plus lointaines sont également vues comme elles l’étaient plus tôt dans le temps.
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22 mai 2024
Télescopes géants : l’Europe décolle, l’Amérique s’enlise
Dans quelques années, le plus grand télescope optique du monde sera européen. Et non américain, comme cela a longtemps été le cas. Ce revirement découle d’aléas, mais pas seulement. La stratégie différente de financement aux États-Unis et en Europe joue aussi un rôle important.
En menant ainsi la course en tête pendant près d’un siècle, les astronomes d’outre-Atlantique ont accumulé les découvertes fracassantes. Depuis le mont Wilson : rien de moins que l’expansion de l’Univers et le big bang qui en est à l’origine. Depuis le Palomar : la comète Shoemaker-Levy 9, les planètes naines Éris et Quaoar, des flopées d’astéroïdes et de supernovas.
Mais cela est en train de changer. Contre toute attente, les États-Unis sont tout simplement en train de perdre cette nouvelle manche, décisive, de la compétition : celle des télescopes géants tels que l'ELT de l'ESO, qui, avec leur miroir de 24 m de diamètre minimum, promettent la prochaine révolution astronomique, seront capables de révéler les secrets de la formation des premières étoiles de l’Univers, et d’analyser l’atmosphère des exoplanètes habitables à la recherche de signes de vie.
En menant ainsi la course en tête pendant près d’un siècle, les astronomes d’outre-Atlantique ont accumulé les découvertes fracassantes. Depuis le mont Wilson : rien de moins que l’expansion de l’Univers et le big bang qui en est à l’origine. Depuis le Palomar : la comète Shoemaker-Levy 9, les planètes naines Éris et Quaoar, des flopées d’astéroïdes et de supernovas.
Mais cela est en train de changer. Contre toute attente, les États-Unis sont tout simplement en train de perdre cette nouvelle manche, décisive, de la compétition : celle des télescopes géants tels que l'ELT de l'ESO, qui, avec leur miroir de 24 m de diamètre minimum, promettent la prochaine révolution astronomique, seront capables de révéler les secrets de la formation des premières étoiles de l’Univers, et d’analyser l’atmosphère des exoplanètes habitables à la recherche de signes de vie.
15 mai 2024
Webb détecte la fusion de trous noirs la plus éloignée à ce jour
Une équipe internationale d'astronomes a utilisé le télescope spatial James Webb NASA/ESA/CSA pour trouver des preuves d'une fusion en cours de deux galaxies et de leurs énormes trous noirs alors que l'Univers n'avait que 740 millions d'années. Il s’agit de la détection la plus lointaine d’une fusion de trous noirs jamais obtenue et de la première fois que ce phénomène est détecté aussi tôt dans l’Univers.
Les astronomes ont découvert des trous noirs supermassifs dont la masse est de plusieurs millions à plusieurs milliards de fois celle du Soleil dans la plupart des galaxies massives de l'Univers local, y compris dans notre galaxie, la Voie lactée. Ces trous noirs ont probablement eu un impact majeur sur l’évolution des galaxies dans lesquelles ils résident. Cependant, les scientifiques ne comprennent toujours pas pleinement comment ces objets sont devenus si massifs. La découverte de trous noirs gargantuesques déjà en place au cours du premier milliard d’années après le Big Bang indique qu’une telle croissance a dû se produire très rapidement et très tôt. Aujourd’hui, le télescope spatial James Webb apporte un nouvel éclairage sur la croissance des trous noirs dans l’Univers primitif.
Les nouvelles observations de Webb ont fourni la preuve d'une fusion en cours de deux galaxies et de leurs énormes trous noirs alors que l'Univers n'avait que 740 millions d'années. Le système est connu sous le nom de ZS7.
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Les astronomes ont découvert des trous noirs supermassifs dont la masse est de plusieurs millions à plusieurs milliards de fois celle du Soleil dans la plupart des galaxies massives de l'Univers local, y compris dans notre galaxie, la Voie lactée. Ces trous noirs ont probablement eu un impact majeur sur l’évolution des galaxies dans lesquelles ils résident. Cependant, les scientifiques ne comprennent toujours pas pleinement comment ces objets sont devenus si massifs. La découverte de trous noirs gargantuesques déjà en place au cours du premier milliard d’années après le Big Bang indique qu’une telle croissance a dû se produire très rapidement et très tôt. Aujourd’hui, le télescope spatial James Webb apporte un nouvel éclairage sur la croissance des trous noirs dans l’Univers primitif.
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01 mai 2024
Le temps zéro de l'Univers
10-43 seconde ou le temps zéro de l'Univers. L'Univers nous échappe. Pas seulement par sa complexité, mais aussi parce qu'il est en fuite : à chaque instant il s'étend davantage. S'il est ainsi en expansion, une question se pose : que se passe-t-il si l'on rembobine son histoire ? S'il se dilate aujourd'hui, alors, par le passé, il a dû être moins étendu. Et, par conséquent, plus dense et plus chaud. C'est l'idée derrière la théorie du Big Bang, le modèle cosmologique qui tente de décrire l'évolution de l'Univers au cours du temps.
Si l'on veut regarder loin dans son passé, il faut regarder loin dans l'espace, puisque la lumière met du temps à nous parvenir. Les télescopes spatiaux comme le James Webb font des prouesses, mais les galaxies les plus lointaines qu'ils observent se sont formées lorsque l'Univers avait déjà quelques centaines de millions d'années. Le fond diffus cosmologique (CMB), qui correspond au rayonnement émis lorsque les premiers photons ont été libres de se mouvoir, lui, nous montre l'Univers tel qu'il était à 380.000 ans. Mais l'astronomie traditionnelle ne nous mènera pas plus loin.
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Si l'on veut regarder loin dans son passé, il faut regarder loin dans l'espace, puisque la lumière met du temps à nous parvenir. Les télescopes spatiaux comme le James Webb font des prouesses, mais les galaxies les plus lointaines qu'ils observent se sont formées lorsque l'Univers avait déjà quelques centaines de millions d'années. Le fond diffus cosmologique (CMB), qui correspond au rayonnement émis lorsque les premiers photons ont été libres de se mouvoir, lui, nous montre l'Univers tel qu'il était à 380.000 ans. Mais l'astronomie traditionnelle ne nous mènera pas plus loin.
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23 avril 2024
Un premier aperçu du champ magnétique de notre galaxie en 3D
Grâce à de nouvelles techniques sophistiquées et à des installations de pointe, l'astronomie est entrée dans une nouvelle ère où la profondeur du ciel est enfin accessible. Les ingrédients de notre foyer cosmique, la Voie lactée – étoiles, gaz, champs magnétiques – peuvent enfin être cartographiés en 3D
L'espace entre les étoiles est sale. Il est rempli de petits grains de poussière, dont la plupart ont une taille similaire à celle de la fumée d'une cigarette. Les grains ne sont pas sphériques et, par conséquent, leur grand axe a tendance à s'aligner sur les champs magnétiques galactiques locaux. Ces grains de poussière émettent également une lueur polarisée dans les mêmes fréquences que le fond diffus cosmologique – les « cendres » du Big Bang – contaminant ainsi notre vision des premiers instants de la vie de l’univers.
Ils absorbent également une partie de la lumière des étoiles qui les traverse, un peu comme le ferait un filtre polaroïd, imprimant des informations sur les champs magnétiques dans lesquels ils vivent sur la polarisation de la lumière émergente. La polarisation est une propriété des rayons lumineux qui indique une direction caractéristique qu'ils ont, toujours perpendiculaire à la direction de propagation de la lumière dans l'espace.
Les champs magnétiques sont extrêmement importants pour l’évolution de notre galaxie, régulant la formation de nouvelles étoiles, façonnant les structures galactiques et transformant les flux de gaz en accélérateurs cosmiques plus puissants que le CERN.
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24 mars 2024
Une protogalaxie sans étoiles découverte par hasard
Une protogalaxie (J0613+52) très sombre a été découverte à 270 millions d'années-lumière. Son état serait dû à son isolement relatif.
À 270 millions d'années-lumière, J0613+52 n'est qu'un amas de gaz d'hydrogène d'une masse équivalent à la moitié de notre Voie lactée. Les nuits y sont sans étoiles, ou presque, sans doute à cause de son isolement relatif : elle ne subit pas l'influence gravitationnelle de voisines pouvant provoquer l'effondrement du gaz en étoiles.
Le fait qu'elle ait été découverte par hasard - à cause d'une erreur de frappe pointant le grand radiotélescope dans la mauvaise direction - par une équipe internationale incluant un astronome de l’Observatoire de Paris, suggère que ce genre de galaxie noire est sans doute assez courant dans l'Univers, mais très difficile à observer.
Déjà, en 2012, une équipe internationale d’astronomes travaillant à l’aide du Very Large Telescope, au Chili, avait mis en évidence l’existence de galaxies sombres, des protogalaxies dont l’évolution se serait arrêtée il y a environ 13 milliards d’années, 800 millions d’années seulement après le Big Bang. Bien que riches en gaz, ces embryons galactiques auraient été peu productifs en étoiles, restant de fait très obscurs. Pour les repérer, les astrophysiciens avaient utilisé les propriétés du rayonnement ultraviolet émis par les quasars, des trous noirs très lumineux propulsant d’intenses jets de gaz. Au contact d’atomes d’hydrogène, ce rayonnement produit une émission fluorescente baptisée raie Lyman-alpha. La présence de ces galaxies sombres, emplies d’hydrogène, est alors révélée, dans un rayon de quelques millions d’années-lumière autour des quasars.
À 270 millions d'années-lumière, J0613+52 n'est qu'un amas de gaz d'hydrogène d'une masse équivalent à la moitié de notre Voie lactée. Les nuits y sont sans étoiles, ou presque, sans doute à cause de son isolement relatif : elle ne subit pas l'influence gravitationnelle de voisines pouvant provoquer l'effondrement du gaz en étoiles.
Le fait qu'elle ait été découverte par hasard - à cause d'une erreur de frappe pointant le grand radiotélescope dans la mauvaise direction - par une équipe internationale incluant un astronome de l’Observatoire de Paris, suggère que ce genre de galaxie noire est sans doute assez courant dans l'Univers, mais très difficile à observer.
Déjà, en 2012, une équipe internationale d’astronomes travaillant à l’aide du Very Large Telescope, au Chili, avait mis en évidence l’existence de galaxies sombres, des protogalaxies dont l’évolution se serait arrêtée il y a environ 13 milliards d’années, 800 millions d’années seulement après le Big Bang. Bien que riches en gaz, ces embryons galactiques auraient été peu productifs en étoiles, restant de fait très obscurs. Pour les repérer, les astrophysiciens avaient utilisé les propriétés du rayonnement ultraviolet émis par les quasars, des trous noirs très lumineux propulsant d’intenses jets de gaz. Au contact d’atomes d’hydrogène, ce rayonnement produit une émission fluorescente baptisée raie Lyman-alpha. La présence de ces galaxies sombres, emplies d’hydrogène, est alors révélée, dans un rayon de quelques millions d’années-lumière autour des quasars.
12 mars 2024
Les télescopes Webb et Hubble confirment le taux d'expansion de l'univers
La vitesse à laquelle l’univers s’étend, connue sous le nom de constante de Hubble, est l’un des paramètres fondamentaux pour comprendre l’évolution et le destin ultime du cosmos.
Cependant, une différence persistante, appelée tension de Hubble, est observée entre la valeur de la constante mesurée avec une large gamme d'indicateurs de distance indépendants et sa valeur prédite à partir de la rémanence du Big Bang. Le télescope spatial James Webb NASA/ESA/CSA a confirmé que l'œil vif du télescope spatial Hubble avait toujours raison, effaçant ainsi tout doute persistant sur les mesures de Hubble.
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Cependant, une différence persistante, appelée tension de Hubble, est observée entre la valeur de la constante mesurée avec une large gamme d'indicateurs de distance indépendants et sa valeur prédite à partir de la rémanence du Big Bang. Le télescope spatial James Webb NASA/ESA/CSA a confirmé que l'œil vif du télescope spatial Hubble avait toujours raison, effaçant ainsi tout doute persistant sur les mesures de Hubble.
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