Périodiquement, l'Agence européenne spatiale (ESA) libère des images qui offrent une vue imprenable sur le Cosmos, gracieuseté de ses missions de premier plan. Cela comprend un nouveau venu relatif pour faire la fête avec l'image ESA / Webb du mois, qui présente les capacités haute résolution et ultra-sensibles du télescope spatial James Webb (JWST). La fonctionnalité de ce mois-ci: huit images époustouflantes de galaxies à objectif gravitationnel observées par Webb lors de ses enquêtes d'observation générale du cycle 1 (GO). L'étude de ces galaxies à la lentille donne un aperçu de l'univers précoce et de la façon dont les galaxies ont évolué avec le temps.
Les lentilles gravitationnelles ont d'abord été prédites par la théorie d'Einstein de la relativité générale (GR), qui stipule que la gravité est le résultat d'objets massifs modifiant la courbure de l'espace-temps autour d'eux. Lorsque les galaxies et les grappes de galaxies s'alignent avec des objets plus éloignés, l'effet de lentille peut faire en sorte que ces sources se déforment et amplifiées, permettant aux astronomes d'étudier des objets qui seraient autrement très difficiles à observer. Selon l'alignement, la lumière des objets distants peut former différentes formes, comme un arc, un cercle (un « Anneau d'Einstein »), ou plusieurs images de la même source (un « Croix d'Einstein »).
Les huit galaxies lensées présentées dans cette image ont été observées dans le cadre du programme Cosmos-Web, un programme de trésorerie à cycle large de 255 heures combinant les données de la caméra proche infrarouge (NIRCCAC) et de l'instrument infrarouge médian (MiRI) de Webb. Autrement connu sous le nom de JWST Cosmic Origins Survey, ce programme visait à étudier les galaxies qui existaient pendant le « Époque de réionisation » (environ 200 millions à 1 milliard d'années après le Big Bang), lorsque les premières étoiles et galaxies ont réionisent l'hydrogène neutre qui a imprégné l'univers, le faisant devenir « transparent » (visible aux instruments aujourd'hui).
Sur la base de ces observations, les chercheurs ont réalisé l'enquête sur les lentilles Cosmos-Web (COWLS) pour rechercher des lentilles gravitationnelles. Cela consistait à inspecter plus de 42 000 galaxies à l'œil, dont 400 ont été sélectionnés comme candidats à la lentille prometteurs. Les huit galaxies présentées sur la photo du mois ont été considérées comme particulièrement impressionnantes car elles couvrent une vaste gamme d'histoire cosmique entre les galaxies lensé et lentilles. Alors que les galaxies du premier plan sont datées de 2,7 à 8,9 milliards d'années après le Big Bang, les galaxies de fond existaient lorsque l'univers était beaucoup plus jeune.
En particulier, la galaxie d'arrière-plan dans la rangée supérieure, à gauche du centre (le « Anneau Cosmos-Web ») a existé lorsque l'univers avait moins de 1 milliard d'années, le plaçant à l'ère de la réionisation – une période impossible à observer avec les télescopes optiques. Pour cette raison, les astronomes et les cosmologues se réfèrent à cette période « Âges sombres cosmiques, » qui était 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 semble plus petit et moins discernable. Ce système d'objectif (COSJ100018 + 022138) a été précédemment confirmé par le vénérable télescope spatial Hubble, mais révélé plus en détail par Webb. Alors que la galaxie de lentille elliptique au premier plan apparaît comme elle a fait environ 4 milliards d'années après le Big Bang, la galaxie à objectif bleu existait lorsque l'univers avait moins de 2 milliards d'années.
D'autres galaxies apparaissent sous forme d'arcs et ont une teinte orange, tandis que certains semblent rougeâtre et compacts (voir l'image ci-dessus). Ces derniers objets pourraient être des exemples du « Petits points rouges » (LRD) que Webb a révélé, qui a perplexe les astronomes depuis. Ces images démontrent non seulement les capacités de Webb en tant qu'observatoire, mais donnent également un aperçu de son objectif principal: tracer l'évolution des galaxies et du cosmos depuis le tout début à l'ère moderne.
