Des astronomes ont confirmé l’âge d’une galaxie lointaine repérée par le télescope James Webb l’année dernière. L’objet aurait commencé à émettre de la lumière il y a plus de 13 milliards d’années, soit environ 390 millions d’années après le Big Bang.
Quel âge a Maisie ?
Le télescope James Webb est conçu pour détecter les plus anciennes galaxies de l’Univers, entre autres objets célestes. Pour ce faire, l’observatoire utilise un grand miroir de 6,5 m de diamètre, lui permettant ainsi une meilleure collecte de lumière par rapport aux télescopes précédents. Il est également équipé d’instruments conçus pour observer différentes longueurs d’onde infrarouges émises par les objets faibles et distants. La NIRCam (Near Infrared Camera) est par exemple capable de capturer des images infrarouges de haute résolution, tandis que le NIRSpec (Near Infrared Spectrograph) permet d’analyser la lumière en détail pour déterminer la composition chimique et d’autres propriétés des objets observés.
Au cours de sa première année d’exploitation, le télescope James Webb a pu capturer plusieurs de ces galaxies très anciennes. Cependant, leur analyse prend du temps. Il y a plusieurs semaines, des astronomes ont porté leur attention sur l’un de ces objets, repéré l’année dernière. Cette galaxie est nommée la galaxie de Maisie en l’honneur de la fille du chercheur principal Steven Finkelstein, qui fêtait son anniversaire lorsque l’objet a été découvert l’année dernière.
Ci-dessous un zoom sur cet objet :
La spectroscopie pour déterminer l’âge des galaxies
Pour opérer, les chercheurs ont utilisé des techniques de spectroscopie. Concrètement, comme dit plus haut, la lumière d’une galaxie peut être décalée vers le rouge en raison de l’expansion de l’Univers (effet Doppler). En mesurant ce décalage, les astronomes peuvent ainsi estimer la vitesse à laquelle la galaxie s’éloigne de nous et donc déterminer sa distance approximative.
En analysant le spectre de la lumière émise par une galaxie, il est aussi possible de repérer des raies d’absorption et d’émission spécifiques émises par les étoiles qui la composent. Ces raies correspondent à des transitions entre différents niveaux d’énergie des atomes et molécules présents dans la galaxie. Or, chaque élément chimique a des raies caractéristiques qui lui sont propres. Ainsi, en étudiant ces raies, les chercheurs peuvent déterminer quels éléments chimiques sont présents dans la galaxie. Cela permet d’estimer l’âge moyen des étoiles et donc de fournir une estimation de l’âge de la galaxie elle-même.
Cette galaxie se révèle être une véritable relique
En combinant ces informations provenant de la spectroscopie avec d’autres données et simulations théoriques, les astronomes peuvent calculer approximativement l’âge des galaxies. D’après les analyses, il semblerait que la lumière captée par le télescope ait été émise environ 390 millions d’années seulement après le Big Bang, soit il y a environ 13,4 milliards d’années. Ces calculs placent ainsi la galaxie de Maisie parmi les quatre plus anciennes galaxies de l’Univers dont l’âge a été confirmé par spectroscopie.
Dans le cadre de cette étude publiée dans la revue Nature, les chercheurs ont également analysé une autre galaxie nommée CEERS-93316. Au regard des premières observations, celle-ci semblait à peu près aussi âgée que la première. Les analyses par spectroscopie ont toutefois finalement révélé que cet objet s’était formé environ un milliard d’années après le Big Bang. En plus de rayer cette galaxie de la liste des plus anciennes galaxies connues de l’Univers, ces résultats révèlent une fois de plus l’importance des études de suivis.
