Le télescope spatial James Webb (JWST) a une nouvelle fois marqué l’histoire en repoussant les frontières de l’exploration cosmique. Grâce à son regard perçant et à des technologies de pointe, il pourrait avoir détecté les galaxies les plus anciennes et les plus lointaines jamais observées. Ces découvertes, issues du projet GLIMPSE (Galactic Legacy Infrared Midplane Survey Extraordinaire), dévoilent des objets situés à un « décalage vers le rouge » de z = 16 à z = 18, ce qui signifie que nous les voyons telles qu’elles étaient seulement 200 millions d’années après le Big Bang. Il s’agit d’une prouesse fascinante qui illustre les capacités inégalées du JWST.
Un voyage dans le passé lointain de l’univers
Le télescope James Webb est conçu pour sonder les profondeurs de l’univers, explorant les époques les plus reculées de son histoire. Les galaxies récemment détectées pourraient d’ailleurs appartenir à la toute première génération d’objets formés après le Big Bang. En comparaison, avant cette découverte, la galaxie confirmée la plus lointaine avait un décalage vers le rouge de z = 14,2, ce qui correspond à une époque où l’univers était âgé de 280 millions d’années.
Si ces nouvelles galaxies sont validées, elles seront les témoins de l’émergence des premières structures lumineuses dans un cosmos encore jeune et tumultueux. Cependant, leur observation soulève des défis importants, car la lumière qu’elles émettent a été étirée au cours de son voyage vers nous à cause de l’expansion de l’univers. Ce phénomène, appelé décalage vers le rouge, fait apparaître leur lumière dans l’infrarouge, une longueur d’onde que le JWST est spécialement conçu pour analyser.
Des outils extraordinaires pour des découvertes exceptionnelles
Le projet GLIMPSE, à l’origine de cette découverte, a utilisé l’une des plus puissantes fonctionnalités du JWST : sa capacité à capter des signaux extrêmement faibles dans les longueurs d’onde infrarouges. Ces signaux proviennent d’objets si éloignés qu’ils seraient invisibles avec d’autres instruments.
Une autre clé de cette avancée est l’utilisation du phénomène de lentille gravitationnelle, un effet prédit par Albert Einstein en 1915. Les amas massifs de galaxies, comme Abell S1063, déforment l’espace-temps autour d’eux, agissant comme une loupe cosmique qui amplifie la lumière des objets en arrière-plan. Grâce à cet effet, James Webb a pu détecter des galaxies extrêmement faibles et lointaines qui auraient autrement échappé à notre regard.
Les défis de l’observation des premières galaxies
Malgré ces avancées, l’étude des premières galaxies reste un défi de taille. Les objets détectés par James Webb sont si faibles qu’il est difficile de confirmer leur nature avec certitude. Pour valider ces galaxies candidates, les astronomes ont besoin de spectres détaillés qui permettent d’identifier leur composition chimique et leur âge. Mais même pour un télescope aussi puissant que le JWST, obtenir ces données peut être complexe et nécessiter beaucoup de temps d’observation.
Le chef d’équipe Vasily Kokorev, de l’Université du Texas, souligne que la découverte de galaxies à de si hauts décalages vers le rouge dépasse les attentes initiales. « La densité numérique de ces galaxies est plus élevée que ce à quoi nous nous attendions », explique-t-il. Cela pourrait indiquer que les premières galaxies se sont formées plus rapidement ou différemment que ce que prédisent nos modèles actuels de l’évolution cosmique.
Jusqu’où peut aller le James Webb ?
Alors que le JWST continue d’explorer les confins de l’univers, une question demeure : pourra-t-il découvrir des galaxies encore plus anciennes ? Selon Hakim Atek, chercheur à l’Institut d’astrophysique de Paris, cela dépend de plusieurs facteurs, notamment de la luminosité et de la densité de ces galaxies primitives. Même avec ses capacités avancées, l’observatoire pourrait être limité par la faible luminosité des galaxies les plus anciennes.
Par ailleurs, le projet GLIMPSE a déjà poussé le télescope à ses limites, utilisant 150 heures d’observation pour obtenir ces résultats. Pour détecter des galaxies encore plus éloignées, des durées d’observation encore plus longues seraient nécessaires, ce qui n’est pas toujours faisable en raison du temps d’observation déjà alloué à d’autres équipes de chercheurs. L’observatoire est en effet très demandé.
