Des instruments comme le télescope spatial James Webb (JWST) permettent aux scientifiques de regarder plus loin que jamais dans l’histoire cosmique, en explorant des objets extrêmement éloignés comme les galaxies qui se sont formées au cours des premières centaines de millions d’années de l’univers. Récemment, des astronomes ont mené une campagne d'observation intensive de la galaxie JADES-GS-z14-0, la galaxie la plus éloignée jamais connue, et ont découvert quelque chose d'encore plus étonnant : des signes d'oxygène.
Cette galaxie est si éloignée de la Terre qu'il a fallu 13,4 milliards d'années pour que sa lumière nous parvienne, ce qui signifie que nous voyons une image de JADES-GS-z14-0 300 millions d'années après le Big Bang. Pour une galaxie aussi jeune, aux premiers stades de l'univers, les scientifiques s'attendaient à trouver beaucoup d'hydrogène et d'hélium, car ce sont des éléments présents dans les premières galaxies. Cependant, en utilisant le télescope terrestre ALMA (Atacama Large Millimeter Array), ils ont également détecté de l'oxygène, un élément qui n'aurait pas été observé avant que la galaxie ne soit beaucoup plus ancienne.
Sander Schouws, chercheur à l'Observatoire de Leyde, a déclaré :
Les observations montrent que cette galaxie s’est formée très rapidement et a également mûri beaucoup plus rapidement que prévu initialement.
Depuis que James Webb a commencé à observer les premières galaxies, les scientifiques ont commencé à soupçonner que leurs modèles de l’univers primitif pourraient être erronés ou du moins incomplets. Il semble que l’univers primitif était beaucoup plus dynamique et plus brillant que prévu, avec des galaxies se formant et grandissant plus rapidement que prévu, et les scientifiques ne savent toujours pas pourquoi.
Ces résultats sont surprenants car ils ouvrent une nouvelle perspective sur les premières étapes de l’évolution des galaxies. Les preuves qu’une galaxie était déjà mature dans l’univers primitif soulèvent des questions sur le moment et la manière dont les galaxies se forment.
L'oxygène a été détecté à l'aide d'une technique de spectroscopie, dans laquelle la lumière provenant d'objets distants est divisée en différentes longueurs d'onde pour déterminer quelles longueurs d'onde ont été absorbées. En recherchant ces lignes d’absorption, les scientifiques peuvent découvrir de quoi est composé l’objet distant. Dans ce cas, deux équipes de recherche indépendantes ont toutes deux trouvé des signes d’oxygène dans la galaxie en analysant les données d’ALMA – un réseau de radiotélescopes à 66 antennes fonctionnant au Chili.
Les résultats d’ALMA aident également à confirmer l’énorme distance entre la Terre et JADES-GS-z14-0. Bien que cette galaxie ait été découverte à l'origine par le télescope spatial James Webb, ALMA a contribué à confirmer et à mesurer avec précision son énorme distance. Cela démontre l’excellente combinaison d’ALMA et de JWST pour révéler la formation et l’évolution des premières galaxies.
La recherche sera publiée dans un article de la revue Astronomy & Astrophysics et dans un autre de The Astrophysical Journal.
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