Les chercheurs analysant les images prises par le télescope spatial James Webb de la NASA ont découvert que les galaxies du premier univers étaient souvent plates et allongées, comme des planches de surf et des nouilles, et rarement rondes.
"Environ 50 à 80 pour cent des galaxies que nous étudions semblent plates en deux dimensions", a expliqué le premier auteur Viraj Pandya, chercheur Hubble de la NASA à l'Université Columbia de New York. "Les galaxies qui ressemblent à des nouilles ou à des planches de surf semblent être très courantes dans l'univers primitif, ce qui est surprenant car elles ne sont pas si communes à proximité.
L’équipe s’est concentrée sur une large bande d’images proche infrarouge fournies par Webb, connues sous le nom d’enquête Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS), et a identifié des galaxies dont on estime qu’elles existaient lorsque l’univers avait entre 600 millions et 6 milliards d’années.
La plupart des galaxies lointaines ressemblent à des planches de surf et à des nouilles, tandis que d'autres ont la forme de frisbees et de ballons de volley-ball. Les galaxies « volley-ball » ou sphériques sont le type le plus compact de « l'océan » cosmique et le moins souvent découvert. Les disques volants sont aussi gros que des planches de surf et des galaxies spaghetti à l'horizon, mais sont beaucoup plus courants plus près des côtes dans l'univers proche. (Comparez dans l'image ci-dessous).
L'équipe de Pandya a identifié quatre classifications principales, telles que les objets tridimensionnels et les coupes transversales présentés ci-dessus. Ils sont classés du moins au plus fréquent.
En haut à gauche, l'enquête de Webb a révélé une classification rare dans l'univers primitif mais courante aujourd'hui : les galaxies en forme de sphères ou de ballons de volley-ball. En haut à droite se trouve un disque plat ou un disque volant, ce qui est à peine plus courant.
La forme dominante de la première galaxie apparaît plate et allongée, comme une planche de surf en bas à gauche ou une nouille en bas à droite. Ces deux formes représentent environ 50 à 80 % de toutes les galaxies lointaines étudiées jusqu’à présent, ce qui est surprenant puisque ces formes ne sont pas courantes dans les galaxies proches. Source : NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI), VirajPandya (Université Columbia), HaowenZhang (Université de l'Arizona), Lucy Reading-Ikkanda (Fondation Simmons)
Si nous pouvions remonter le temps il y a des milliards d’années, à quelle catégorie appartiendrait la Voie Lactée ? "Notre meilleure hypothèse est que cela pourrait ressembler davantage à une planche de surf", a déclaré le co-auteur Haowen Zhang, doctorant à l'Université de l'Arizona à Tucson. "Cette hypothèse est basée en partie sur de nouvelles preuves provenant du télescope Webb : les théoriciens ont estimé la masse de la Voie lactée il y a des milliards d'années en 'remontant le temps', ce qui correspond à sa forme à l'époque."
Ces galaxies lointaines sont également beaucoup moins massives que les galaxies spirales et elliptiques proches – précurseurs de galaxies plus massives comme la nôtre. "Dans l'univers primitif, les galaxies avaient un temps de croissance beaucoup plus court", a déclaré le co-auteur Kartheik Iyer de l'Université de Columbia et chercheur Hubble de la NASA. "Identifier d'autres catégories de galaxies primitives est passionnant - il y a tellement plus à analyser maintenant. Nous pouvons désormais étudier la relation entre la forme des galaxies et leur apparence et mieux prédire comment elles se sont formées de manière plus détaillée."
La sensibilité du télescope Webb, ses images haute résolution et son expertise en lumière infrarouge ont permis à l'équipe d'identifier rapidement les caractéristiques de nombreuses galaxies CEERS et de construire leurs modèles géométriques tridimensionnels. Pandya a également déclaré que leur travail ne serait pas possible sans les recherches approfondies effectuées par les astronomes utilisant le télescope spatial Hubble de la NASA.
Pendant des décennies, Hubble nous a épaté avec ses images de certaines des premières galaxies, en commençant par ses premières observations « dans l’espace lointain » en 1995 et en poursuivant ses observations révolutionnaires, l’observation de l’héritage extragalactique profond dans le proche infrarouge de l’Assemblée cosmique. Les études du ciel profond comme celle-ci fournissent davantage de données statistiques, aidant ainsi les astronomes à créer de puissants modèles tridimensionnels de galaxies lointaines à travers le temps cosmique. Aujourd'hui, Webb contribue à renforcer ces efforts, en ajoutant une multitude de données sur des galaxies lointaines situées au-delà de la portée de Hubble et en révélant l'univers primitif avec plus de détails que jamais.
Les images de Webb de l'univers primitif, qui ressemblait aux vagues de l'océan, fournissent de nouvelles preuves. Marc Huertas-Company, chercheur à l'Institut d'Astrophysique des Îles Canaries, a expliqué : "Hubble a déjà observé de grandes dimensions. Mais les chercheurs se demandaient toujours : serait-il préférable de montrer plus de détails s'il était sensible à la lumière infrarouge ? Webb a confirmé que Hubble n'avait manqué aucune caractéristique supplémentaire dans les galaxies qu'ils ont observées en même temps. De plus, Webb nous a également montré de nombreuses galaxies plus lointaines avec des formes similaires, le tout avec beaucoup de détails.
Il existe encore des lacunes dans nos connaissances : non seulement les chercheurs ont besoin d'un échantillon plus grand de Webb pour affiner davantage les propriétés et les emplacements précis des galaxies lointaines, mais ils doivent également passer beaucoup de temps à ajuster et à mettre à jour leurs modèles pour mieux refléter la géométrie précise des galaxies lointaines. "Ce ne sont que des premiers résultats", a déclaré la co-auteure Elizabeth McGrath, professeure agrégée au Colby College de Waterville, dans le Maine. "Nous devrons approfondir les données pour comprendre exactement ce qui se passe, mais nous sommes très enthousiasmés par ces premières tendances."
Source compilée : ScitechDaily