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Le télescope spatial James Webb a capturé de brillantes images de 19 galaxies Galaxies spirales – et les millions d'étoiles qu'ils abritent – avec des détails sans précédent que les astronomes n'ont jamais vus auparavant.
La capacité unique de Webb à observer l'univers à différentes longueurs d'onde infrarouges, telles que le proche infrarouge et le moyen infrarouge, expose les étoiles, les gaz et la poussière au sein de la structure complexe de chaque galaxie.
Les astronomes le pensent environ 60% De toutes les galaxies, ce sont des galaxies spirales – et notre système solaire est situé dans l’un des bras spiraux de la Voie Lactée. Les observations de Webb pourraient aider les astronomes à mieux comprendre la formation des étoiles et l'évolution des galaxies spirales comme la nôtre.
Vu de face, chaque galaxie des nouvelles images possède des bras spiraux chargés d’étoiles. Le centre de chaque galaxie est marqué par des amas d'étoiles anciennes ou Trous noirs supermassifs.
NASA, ESA, CSA, STScI, Janice Lee (STScI), Thomas Williams (Oxford), équipe PHANGS
Le télescope spatial James Webb a capturé des images de 19 galaxies spirales en utilisant la lumière infrarouge proche et moyen.
Les observations ont été réalisées dans le cadre de PHANGS, ou Physique à haute résolution dans les galaxies proches, projet. Plus de 100 astronomes du monde entier participent au programme, qui examine également les données du télescope spatial Hubble, de l'instrument MUSE du très grand télescope de l'Observatoire spatial européen et du grand réseau millimétrique/submillimétrique d'Atacama au Chili.
Les données provenant de différents télescopes permettent aux astronomes d’effectuer des observations sur différentes longueurs d’onde de lumière visible, ultraviolette et radio. L'ajout des informations infrarouges de Webb pourrait aider à combler certaines lacunes en matière de surveillance.
« Les nouvelles images de Webb sont extraordinaires », a déclaré Janice Lee, membre principal de PHANGS et scientifique du projet pour les nouvelles missions et initiatives stratégiques au Space Telescope Science Institute de Baltimore, dans un communiqué. « C'est stupéfiant même pour les chercheurs qui étudient ces mêmes galaxies depuis des décennies. Les bulles et les filaments sont résolus aux plus petites échelles jamais observées et racontent une histoire sur le cycle de formation des étoiles. »
Les astronomes ont utilisé une webcam proche infrarouge pour observer des millions d'étoiles, qui apparaissent d'un bleu étincelant, regroupées en amas et réparties également dans les bras des 19 galaxies. Pendant ce temps, l'instrument infrarouge moyen de Webb met en évidence la poussière rougeoyante entourant les étoiles, ainsi que les étoiles rouges encore en formation entourées de gaz et de poussière qui aident les étoiles à croître.
« C'est là que nous pouvons trouver les étoiles les plus récentes et les plus massives des galaxies », a déclaré Eric Rozolovski, membre principal de PHANGS et professeur de physique à l'Université de l'Alberta à Edmonton, dans un communiqué.
NASA, ESA, CSA, STScI, Janice Lee (STScI), Thomas Williams (Oxford), équipe PHANGS
Cette image montre les observations de Webb (en haut à gauche) et Hubble (en bas à droite) de la galaxie NGC 4254.
Les bras spiraux brillent pratiquement d’un gaz rouge orangé sur les images Web. Les images seront utilisées pour aider les astronomes à déterminer la répartition des gaz et des poussières dans les galaxies spirales, ainsi que la manière dont les galaxies sont alimentées et la formation des étoiles s'arrête.
« Ces structures ont tendance à suivre le même schéma dans certaines parties des galaxies », a déclaré Rozolovsky. « Nous les considérons comme des vagues, et leur espacement nous en dit long sur la façon dont la galaxie distribue le gaz et la poussière. »
Webb a également capturé de grands vides en forme de coquille sphérique entre le gaz galactique et la poussière, qui ont probablement été creusés par des explosions d'étoiles.
« Ces trous peuvent s'être formés à la suite de l'explosion d'une ou plusieurs étoiles, créant des trous géants dans la matière interstellaire », a déclaré Adam Leroy, membre principal de PHANGS et professeur d'astronomie à l'Ohio State University à Columbus, dans un communiqué.
Les astronomes pensent que les galaxies se forment de l’intérieur vers l’extérieur. La formation des étoiles commence au centre de la galaxie avant de se propager en spirale à travers les bras. Cela signifie que la distance entre une étoile et le noyau galactique est proportionnelle à son âge, de sorte que les étoiles plus jeunes sont susceptibles d'être plus éloignées du noyau galactique. Les amas d'étoiles bleues près du centre de chaque galaxie indiquent des étoiles plus anciennes.
Pendant ce temps, certaines galaxies présentent des bosses rouge rosé près de leur centre.
« C'est un signe clair qu'il pourrait y avoir un trou noir supermassif actif », a déclaré Eva Scheiner, membre principal de PHANGS et scientifique à l'Institut Max Planck d'astronomie d'Heidelberg, en Allemagne, dans un communiqué. « Ou les amas d'étoiles vers le centre sont si brillants qu'ils saturent cette zone de l'image. »
Les scientifiques sont très enthousiastes à l'idée d'étudier le grand nombre d'étoiles révélées par les nouvelles images de Webb, selon Leroy.
« Les étoiles peuvent vivre des milliards, voire des milliards d'années », a déclaré Leroy. « En cataloguant avec précision tous les types d'étoiles, nous pouvons construire une vision plus fiable et plus complète de leurs cycles de vie. »
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