Le plus grand échantillon de groupes de galaxies jamais détectés a été présenté par une équipe d'astronomes internationaux utilisant des données du télescope spatial James Webb (JWST) dans une zone du ciel appelé Cosmos Web. L'étude marque une étape importante dans l'astronomie extragalactique, fournissant des informations sans précédent sur la formation et l'évolution des galaxies et la structure à grande échelle de l'univers.
Regardant dans le temps pour le moment où l'univers était plus jeune que la Terre, les images s'étendent sur la période d'il y a environ 12 milliards d'années jusqu'à 1 milliard d'années. Le nouveau catalogue d'images, qui sera bientôt publié dans la revue Astronomie et astrophysiquecomprend près de 1 700 groupes de galaxies. L'image impressionnante par le groupe de recherche d'un groupe de galaxies à plus de 6 milliards d'années-lumière sera présentée comme l'image de l'Agence spatiale européenne (ESA) du mois à partir du 29 avril.
« Nous sommes en mesure d'observer certaines des premières galaxies formées dans l'univers », explique Ghassem Gozaliasl de l'Université Aalto, et le chef de l'équipe de détection des groupes de Galaxy qui a dirigé l'étude. « Nous avons détecté 1 678 groupes de galaxies ou proto-cluster – l'échantillon le plus important et le plus profond de groupes de galaxies jamais détectés – avec le télescope spatial James Webb. Avec cet échantillon, nous pouvons étudier l'évolution des galaxies en groupes au cours des 12 dernières années de temps cosmique. »
Le télescope spatial James Webb a commencé à fonctionner en 2022. Le plus grand télescope de l'espace, sa résolution plus élevée et sa plus grande sensibilité ont permis aux astronomes de voir plus loin et mieux que jamais. Parce que la lumière se déplace à une vitesse finie, plus un objet est éloigné plus loin dans le temps notre image. En observant des galaxies très faibles et très éloignées – les galaxies les plus faibles de cet ensemble de données sont 1 milliard de fois plus sombres que l'œil humain ne peut voir – l'équipe a eu un aperçu de ce à quoi ressemblaient les galaxies dans le début de l'univers.
Les groupes de galaxies et les grappes sont des environnements riches remplis de matière noire, de gaz chaud et de galaxies centrales massives qui hébergent souvent des trous noirs supermassifs, explique Gozaliasl. « Les interactions complexes entre ces composants jouent un rôle crucial dans la formation des cycles de vie des galaxies et la conduite de l'évolution des groupes et des grappes eux-mêmes. En découvrant une histoire plus complète de ces structures cosmiques, nous pouvons mieux comprendre comment ces processus ont influencé la formation et la croissance des galaxies massives et des structures les plus importantes de l'univers. »
Histoire familiale cosmique
Les galaxies ne sont pas dispersées uniformément dans l'univers. Au lieu de cela, ils se regroupent dans des régions denses reliées par des filaments et des murs, formant une vaste structure connue sous le nom de web cosmique. Les galaxies vraiment isolées sont rares – la plupart résident dans les groupes de galaxies, qui contiennent généralement de trois à quelques dizaines de galaxies, ou dans des grappes de galaxies plus grandes, qui peuvent inclure des centaines, voire des milliers de galaxies liées ensemble par gravité. Notre propre voie lactée fait partie d'un petit groupe de galaxies connu sous le nom de groupe local, qui comprend la galaxie d'Andromeda et des dizaines de petites galaxies.
« Comme les humains, les galaxies se réunissent et font des familles », explique Gozaliasl. « Les groupes et les grappes sont vraiment importants, car en eux, les galaxies peuvent interagir et fusionner ensemble, ce qui entraîne la transformation de la structure des galaxies et de la morphologie. L'étude de ces environnements nous aide également à comprendre le rôle de la matière noire, la rétroaction des trous noirs supermassifs et l'histoire thermique du gaz chaud qui remplit l'espace entre les galaxies. »
Étant donné que le nouveau catalogue comprend des observations qui s'étendent de un milliard à douze milliards d'années, les scientifiques peuvent comparer certaines des premières structures de l'univers avec des groupes de galaxies relativement modernes pour en savoir plus sur les groupes de galaxies et comment ils évoluent.
L'étude de l'histoire des groupes de galaxies peut également aider les astronomes à comprendre comment les galaxies géantes et les plus brillantes (BGG) dans leurs centres se forment à travers des fusions répétées – une zone explorée en profondeur dans plusieurs des publications récentes de Gozaliasl.
« Quand nous regardons très profondément dans l'univers, les galaxies ont des formes plus irrégulières et forment de nombreuses étoiles. Plus près de notre temps, la formation d'étoiles est ce que nous appelons » éteint « – les galaxies ont des structures plus symétriques, comme les galaxies elliptiques ou en spirale. Gozaliasl.
