Cette découverte, publiée aujourd'hui dans la revue Nature, a été réalisée grâce au télescope James Webb. Les scientifiques impliqués sont notamment les Chiliens Manuel Aravena et Manuel Solimano, de l'université Diego Portales et du Centro de Excelencia en Astrofísica CATA.
● Ce type de molécules se retrouve également sur Terre sous forme de fumée, de suie et de smog, ce qui démontre l'énorme pouvoir du James Webb pour aider à comprendre la chimie complexe qui va de pair avec la naissance de nouvelles étoiles, même dans les périodes les plus anciennes de l'histoire de l'univers. Au moins pour les galaxies, ces nouvelles découvertes remettent en question le vieil adage selon lequel "là où il y a de la fumée, il y a du feu"", déclare le Dr Aravena.
Chili - Une équipe internationale d'astronomes a découvert les particules organiques les plus éloignées jamais observées après avoir étudié une galaxie située à plus de 12 milliards d'années-lumière, découverte pour la première fois par le télescope South Pole en 2013 et étudiée depuis par de nombreux télescopes, dont le radiotélescope ALMA et le télescope spatial Hubble.
Les données obtenues par cet instrument spatial ont révélé la signature révélatrice de grandes molécules organiques similaires au smog et à la fumée, qui sont des éléments constitutifs des mêmes émissions d'hydrocarbures cancérigènes sur Terre et qui contribuent largement à la pollution de l'air.
Selon Justin Spilker, PhD, professeur à l'université A&M du Texas et premier auteur de l'étude, "ces grosses molécules sont assez courantes dans l'espace. Les astronomes pensaient qu'elles étaient le signe de la formation de nouvelles étoiles. Partout où l'on voyait ces molécules, les étoiles naissantes brillaient également à cet endroit".
Cette découverte a été rendue possible par le travail combiné du télescope James Webb et d'un phénomène appelé "lentille gravitationnelle". Ce phénomène, prédit à l'origine par la théorie de la relativité d'Albert Einstein, se produit lorsque deux galaxies sont presque parfaitement alignées de notre point de vue sur Terre. La lumière de la galaxie d'arrière-plan est étirée et amplifiée par la galaxie d'avant-plan en forme d'anneau, connue sous le nom d'anneau d'Einstein.
Pour Manuel Aravena, professeur à l'Institut d'études astrophysiques (IEA) de l'Université Diego Portales (UDP) et membre associé du Centre d'excellence en astrophysique de la CATA, "l'effet de lentille gravitationnelle agit comme un télescope naturel, amplifiant l'image et nous permettant de voir des structures dans l'Univers lointain qu'il serait impossible de voir autrement. Cet effet, associé à la sensibilité unique du télescope Webb, nous a permis de voir les composants des molécules organiques dans une galaxie de l'Univers primitif d'une manière jamais vue auparavant.
Manuel Solimano, docteur en astronomie de l'université de Bonn, doctorant à l'IEA de l'UDP et chercheur à CATA, explique que "le télescope Webb a été spécialement conçu pour décrypter la formation des galaxies lorsque l'univers avait près de 10 % de son âge actuel. Cette découverte ouvre de nouvelles portes à la compréhension de la formation des galaxies grâce à l'identification de molécules organiques".
L'équipe comprend également Jane Rigby, astronome au Goddard Space Flight Center de la NASA, Joaquin Vieira, professeur à l'université de l'Illinois, et des dizaines d'astronomes du monde entier. Cette découverte correspond à la première détection par le télescope Webb de molécules complexes dans l'univers primitif, une étape que M. Spilker considère comme un début plutôt que comme une fin. "Le télescope Webb n'en est qu'à ses débuts, et les astronomes sont impatients de voir tout ce qu'il peut faire pour nous", a déclaré M. Spilker.
L'article de l'équipe, intitulé "Spatial variations in aromatic hydrocarbon emission in a dust-rich galaxy" (variations spatiales des émissions d'hydrocarbures aromatiques dans une galaxie riche en poussières), peut être consulté en ligne. Le JWST est exploité par le Space Telescope Science Institute sous la direction de l'Association of Universities for Research in Astronomy, Inc. dans le cadre du contrat NASA 5-03127. DOI: 10.1038/s41586-023-05998-6.
Image d'en-tête
Grâce au télescope Webb, les astronomes ont découvert des molécules organiques complexes similaires à la fumée ou au smog dans la galaxie lointaine illustrée ici. Cette galaxie, située à plus de 12 milliards d'années-lumière, s'aligne presque parfaitement avec une seconde galaxie située à seulement 3 milliards d'années-lumière de notre point de vue sur Terre. Sur cette image Webb en fausses couleurs, la galaxie d'avant-plan est représentée en bleu, tandis que la galaxie d'arrière-plan est en rouge. Les molécules organiques sont surlignées en orange (Crédit : J. Spilker / S. Doyle, NASA, ESA, CSA).
Graphique explicatif
La galaxie observée par Webb présente un anneau d'Einstein causé par un phénomène connu sous le nom de lentille. Ce phénomène se produit lorsque deux galaxies sont presque parfaitement alignées de notre point de vue sur Terre. Sous l'effet de la gravité de la galaxie d'avant-plan, la lumière de la galaxie d'arrière-plan est déformée et grossie, comme si l'on regardait à travers le pied d'un verre à vin. Grâce à ce grossissement, les lentilles permettent aux astronomes d'étudier des galaxies très éloignées avec plus de détails qu'ils ne pourraient le faire autrement (Crédit : S. Doyle / J. Spilker).
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