À l’aide du télescope spatial James Webb (JWST) et du grand réseau millimétrique/submillimétrique d’Atacama (ALMA), une équipe internationale d’astronomes a effectué des observations complètes sur plusieurs longueurs d’onde d’une galaxie massive lointaine connue sous le nom d’A1689-zD1.
Les nouvelles observations, détaillées dans un article publié le 9 octobre sur le serveur de pré-impression arXivfournissent des informations importantes sur les propriétés de la galaxie, notamment en ce qui concerne la production de poussière dans ce système.
A1689-zD1 est une galaxie massive et brillante, à haute lentille, avec un redshift d'environ 7,13. Elle a un diamètre d'environ 3 000 années-lumière et sa masse stellaire est estimée à quelque 2,6 milliards de masses solaires.
Des observations antérieures de A1689-zD1 ont montré qu'il avait une métallicité proche de la valeur solaire et qu'il contenait une quantité substantielle de poussière, avec une masse estimée à 15 millions de masses solaires. Pour cette raison, A1689-zD1 est un excellent endroit pour étudier l’existence de poussière interstellaire aux premières époques cosmiques.
C'est pourquoi un groupe d'astronomes dirigé par Kasper E. Heintz de l'Université de Copenhague, au Danemark, a décidé d'explorer la teneur en poussière avec JWST et ALMA.
« Nous avons revisité cette galaxie pour évaluer les composants de matière baryonique dans l'ISM (milieu interstellaire), en nous concentrant particulièrement sur la limitation de l'accumulation de poussière cosmique », ont expliqué les chercheurs.
L'équipe de Hintz a effectué la modélisation de l'ultraviolet à l'infrarouge lointain de la distribution spectrale d'énergie (SED) de A1689-zD1 pour déterminer sa masse stellaire, sa masse de poussière, son atténuation visuelle et son taux de formation d'étoiles. Les observations ALMA ont également été utilisées pour contraindre la masse dynamique totale de la source et déduire la masse de gaz à l'aide de traceurs de gaz courants mais limités par la dynamique globale du système.
L’étude a révélé que même si l’A1689-zD1 possède une masse de poussière importante, ses rapports de masse poussière-gaz (DTG) et poussière-métal (DTM) sont remarquablement faibles, à un niveau de 0,00051 et 0,061, respectivement. Les astronomes notent que cela est dû à la métallicité élevée de A1689-zD1 et à sa masse de gaz importante, estimée à 28 milliards de masses solaires.
Par conséquent, les rapports de masse DTG et DTM pour A1689-zD1 sont d'un ordre de grandeur inférieur à ceux trouvés dans la Voie Lactée et le Grand Nuage de Magellan (LMC) ou le Petit Nuage de Magellan (SMC). Ces ratios suggèrent également que l’hydrogène atomique neutre (HI) gazeux dans la ligne de mire de l’A1689-zD1 est relativement pauvre en poussière par rapport à son enrichissement chimique.
Les auteurs de l'article concluent que les résultats obtenus indiquent un changement potentiel dans l'abondance relative de la poussière ou dans la composition des premières galaxies.
« Nous constatons que cet écart dans les rapports de masse DTG et DTM semble être omniprésent dans d'autres galaxies riches en métaux avec des redshifts similaires, z ≳ 6. Cela suggère que les processus qui forment et détruisent la poussière plus tard, ou l'émissivité de la poussière elle-même, sont radicalement différents pour les galaxies du premier univers », concluent les scientifiques.
Écrit pour vous par notre auteur Tomasz Nowakowski, édité par Sadie Harley, et vérifié et révisé par Robert Egan, cet article est le résultat d'un travail humain minutieux. Nous comptons sur des lecteurs comme vous pour maintenir en vie le journalisme scientifique indépendant. Si ce reporting vous intéresse, pensez à faire un don (surtout mensuel). Vous obtiendrez un sans publicité compte en guise de remerciement.
