Brice Louvet
Une semaine seulement après que ses premières images aient été révélées au monde, le James Webb Telescope a peut-être déjà observé la galaxie la plus éloignée (donc la plus ancienne) à ce jour. Cet objet se trouverait aujourd’hui à plus de trente-trois milliards d’années-lumière de la Terre.
Il y a quelques jours, les équipes de la NASA partageaient la première photo en couleur du James Webb Telescope (JWT), nous révélant la vue la plus profonde du cosmos jamais capturée. Sur ce tableau se profile un amas de galaxies dont l’influence gravitationnelle permet de visualiser d’autres galaxies autrement invisibles en arrière-plan.
Sur cette image, la lumière des plus anciens objets visibles aurait été émise environ il y a environ 13,1 milliards d’années-lumière. Cependant, d’autres objets « invisibles » sont plus encore plus vieux.
Une relique du passé
Dans le cadre d’une étude, une équipe dirigée par l’astrophysicien Rohan Naidu, du Harvard Center for Astrophysics, annonce en effet avoir isolé la plus ancienne galaxie identifiée à ce jour. Cet objet, nommé GLASS-z13, serait vu tel qu’il était environ trois cents millions d’années seulement après le Big Bang. Le précédent record était détenu par une galaxie formée environ cent millions d’années plus tard.
« Nous regardons potentiellement la lumière des étoiles la plus éloignée que quiconque ait jamais vue« , a déclaré le chercheur.
Notez que GLASS-z13 était donc déjà formée à cette époque. Cela signifie qu’elle était déjà présente plusieurs millions d’années avant. Son âge exact reste cependant inconnu.
GLASS-z13 a été repéré dans les données dites de libération précoce de l’imageur infrarouge principal de l’observatoire (NIRcam). Concrètement, en dessous d’un certain seuil de longueur d’onde infrarouge, tous les photons sont absorbés par l’hydrogène neutre de l’Univers qui se trouve entre l’objet et l’observateur (le JWT). En utilisant des données collectées à travers différents filtres pointés sur la même région de l’espace, l’équipe a pu isoler le moment où se produisaient ces « chutes » de photons, déduisant finalement la présence de ces galaxies lointaines.
Notez que l’équipe a émis quelques mises en garde face aux résultats de leurs travaux. Leurs analyses vont devoir être vérifiées avant d’être officiellement publiées.
🚨 JWST has potentially smashed records, spotting a galaxy which existed when the universe was a mere 300 million years old! The light from GLASS-z13 took 13.4 billion years to hit us, but the distance between us is now 33 billion light years due to the expansion of the universe! pic.twitter.com/5AcOBwHuO1
— Dr. James O'Donoghue (@physicsJ) July 20, 2022
Plus de 33 milliards d’années-lumière nous séparent
Si la découverte se confirme, alors cela signifie que GLASS-z13 se trouve maintenant à plus de trente-trois milliards d’années-lumière de la Terre. Mais comment est-ce possible ?
Regarder plus profondément dans l’Univers, c’est regarder en arrière dans le temps. Cela est dû à la finitude de la vitesse de la lumière. L’Univers s’étend également et cette expansion s’accélère.
En règle générale, pour les distances galactiques, vous pouvez transformer le temps mis par la lumière pour arriver jusqu’aux miroirs de nos télescopes en années-lumière. L’Univers est en expansion, mais à ces échelles, les différences ne sont pas énormes. Cela fonctionne également pour les distances intergalactiques dans l’Univers très local. Par exemple, si la galaxie d’Andromède se trouve à 2,5 millions d’années-lumière de la Terre, nous pouvons encore dire que sa lumière a voyagé pendant 2,5 millions d’années.
Concernant les grandes distances intergalactiques, cette apparente équivalence ne fonctionne plus. À ces échelles, les écarts s’additionnent considérablement. Prenons l’exemple de SMACS 0723, l’amas de galaxies présenté au centre de l’image du James Webb Telescope. Sa lumière a été émise il y a environ 4,6 milliards d’années. Cependant, à cause de l’expansion de l’Univers, il est aujourd’hui plus éloigné de près d’un milliard d’années-lumière.
C’est pourquoi, en prenant en compte le taux d’expansion de l’univers, les astronomes estiment que la galaxie GLASS-z13, vue telle qu’elle était il y a environ 13,5 milliards d’années (300 millions d’années après le Big Bang), se trouve aujourd’hui à plus de trente-trois milliards d’années-lumière.
Cela nous amène à une autre question : quelle est la taille de l’Univers visible ? Théoriquement, les objets les plus éloignés que nous pouvons voir dans n’importe quelle direction se trouveraient à environ 46,5 milliards d’années-lumière. Cela signifie que l’Univers entier mesure environ 93 milliards d’années-lumière de diamètre.
