Les astronomes ont utilisé le télescope spatial James Webb pour créer la carte la plus détaillée à ce jour de la toile cosmique, la structure massive qui relie toutes les galaxies de l'univers. Une équipe de recherche dirigée par l’Université de Californie à Riverside a retracé cet immense réseau jusqu’à ses débuts, lorsque l’univers n’avait qu’environ 1 milliard d’années.

Le réseau cosmique est le squelette géant de l'univers, composé d'énormes structures ressemblant à des fibres et à des structures en forme de feuille faites de matière noire et de gaz, qui entourent d'immenses régions proches de l'espace appelées « vides ». Ensemble, ces structures forment l’architecture à grande échelle de l’univers, reliant les galaxies et les amas de galaxies sur de vastes distances. Les résultats de la recherche ont été publiés dans l'Astrophysical Journal et sont basés sur COSMOS-Web, le plus grand projet d'étude du ciel de l'histoire du télescope Webb. Les scientifiques ont utilisé les données de l'enquête pour étudier comment les galaxies se sont formées et ont évolué dans ce réseau interconnecté, couvrant 13,7 milliards d'années d'histoire cosmique.

Depuis son lancement en 2021, le télescope Webb a révolutionné la recherche astronomique grâce à sa sensibilité et à la clarté de ses images exceptionnelles. Ses instruments infrarouges peuvent détecter des galaxies lointaines et faibles qui étaient invisibles pour les premiers télescopes, permettant ainsi aux scientifiques de remonter aux époques antérieures de l'univers et de scruter les nuages ​​​​de poussière cosmique. Pour tirer pleinement parti de ces capacités, une équipe internationale a développé le projet COSMOS-Web, le plus grand programme d'observateurs universels sélectionné pour le télescope Webb. L’enquête couvre une zone continue du ciel de la taille d’environ trois pleines lunes et est spécifiquement conçue pour cartographier la toile cosmique.

"Le télescope Webb a révolutionné notre compréhension de l'univers et COSMOS-Web a été conçu dès le début pour fournir les vues larges et profondes dont nous avons besoin pour observer la toile cosmique", a déclaré le premier auteur Hossein Khatamniya, étudiant diplômé à l'UC Riverside et à l'Observatoire Carnegie. Pour la première fois, il est possible d’étudier l’évolution des galaxies au sein d’amas de galaxies et de structures fibreuses à travers le temps cosmique, depuis la naissance de l’univers il y a 1 milliard d’années jusqu’à l’univers proche. "L'univers dit proche fait référence à la zone située à environ 1 milliard d'années-lumière de la Terre, et 1 année-lumière équivaut à environ 5,88 billions de milles, ce qui est utilisé pour mesurer la distance parcourue par la lumière en un an."

Bahram Mobaser, professeur distingué de physique et d'astronomie à l'Université de Californie, Riverside et mentor de Khatamniya, a déclaré que les nouvelles données Webb fournissent une vue plus détaillée de la structure cosmique à grande échelle que les précédentes observations du télescope spatial Hubble. La comparaison des deux ensembles de données révèle que de nombreuses structures autrefois floues peuvent désormais être clairement séparées et étudiées plus en détail. "Les améliorations en profondeur et en résolution sont vraiment significatives", a déclaré Maubasel. "Nous sommes désormais en mesure de voir le réseau cosmique lorsque l'univers n'avait que quelques centaines de millions d'années, une époque qui était largement inaccessible avant le télescope Webb. Ce qui ressemblait autrefois à une structure unique est maintenant résolu en plusieurs structures, et les détails qui étaient auparavant lissés sont désormais clairement visibles. "

Khatamniya a expliqué que cette amélioration résulte de la combinaison de deux avantages clés du télescope Webb. "Ce télescope détecte beaucoup plus de galaxies faibles dans la même zone du ciel, et les distances jusqu'à ces galaxies sont mesurées de manière beaucoup plus précise", a-t-il déclaré. "Ainsi, chaque galaxie peut être placée dans la tranche correcte du temps cosmique, augmentant ainsi la résolution de la carte."

Poursuivant la tradition de science ouverte du projet COSMOS, l'équipe de recherche publie publiquement des cartes structurelles à grande échelle. "Le pipeline de traitement des données utilisé pour construire la carte, un catalogue d'étoiles de 164 000 galaxies et leurs densités cosmiques, ainsi que des vidéos montrant l'évolution du réseau cosmique sur des milliards d'années sont tous accessibles au public", a déclaré Maubasel. La recherche a également impliqué des scientifiques des États-Unis, du Danemark, du Chili, de France, de Finlande, de Suisse, du Japon, de Chine, d'Allemagne et d'Italie, et a été soutenue par un financement du programme de recherche et d'innovation Horizon 2020 de l'Union européenne.