Webb telescope reveals colors of Earendel, most distant star ever detected
Le télescope Webb révèle les couleurs d'Earendel, l'étoile la plus lointaine jamais détectée
par la NASA
Cette image prise par le télescope spatial James Webb de la NASA d'un amas massif de galaxies appelé WHL0137-08 contient la galaxie la plus grossie connue au cours du premier milliard d'années de l'univers : l'Arc du lever du soleil, et au sein de cette galaxie, l'étoile la plus éloignée jamais détectée. L'étoile, surnommée Earendel, a été découverte pour la première fois par le télescope spatial Hubble. Des observations de suivi utilisant la NIRCam (Near-Infrared Camera) de Webb révèlent que l'étoile est une étoile massive de type B plus de deux fois plus chaude que notre soleil et environ un million de fois plus lumineuse. Earendel est positionné le long d’une ride de l’espace-temps qui lui donne un grossissement extrême, lui permettant d’émerger de sa galaxie hôte, qui apparaît comme une tache rouge dans le ciel. L’étoile n’est détectable que grâce à la puissance combinée de la technologie humaine et de la nature via un effet appelé lentille gravitationnelle. Sur cette image, le Sunrise Arc apparaît juste en dessous du pic de diffraction à la position 5 heures. Les galaxies blanches plus floues au centre de l’image font partie de l’amas de galaxies liés entre elles par la gravité. Les différentes galaxies courbes plus rouges sont des galaxies d'arrière-plan captées par le miroir sensible de Webb. Crédit : Image : NASA, ESA, CSA, Science : Dan Coe (STScI/AURA pour ESA, JHU), Brian Welch (NASA-GSFC, UMD), Traitement d'image : Zolt G. Levay.
La détection d’étoiles extrêmement lointaines, ou celles les plus proches du big bang, peut donner un aperçu des premiers chapitres de l’histoire de notre univers. En 2022, le télescope spatial Hubble a battu son propre record et repéré l’étoile la plus lointaine à ce jour. Cette étoile, surnommée Earendel, a émis sa lumière au cours du premier milliard d'années de l'univers.
Cependant, repérer et confirmer la distance de l’étoile n’est qu’un début. C'est là qu'intervient le télescope spatial James Webb de la NASA. Les premières observations d'Earendel par Webb ont révélé des informations sur le type d'étoile, et même sur la galaxie qui l'entoure. Une analyse future des observations spectroscopiques Webb d'Earendel et de sa galaxie hôte, Sunrise Arc, pourrait également révéler des informations sur la luminosité, la température et la composition.
Le télescope spatial James Webb de la NASA a suivi les observations du télescope spatial Hubble de l'étoile la plus éloignée jamais détectée dans l'univers très lointain, dans le premier milliard d'années après le big bang. L'instrument NIRCam (Near-Infrared Camera) de Webb révèle que l'étoile est une étoile massive de type B, plus de deux fois plus chaude que notre soleil et environ un million de fois plus lumineuse.
L'étoile, que l'équipe de recherche a surnommée Earendel, est située dans la galaxie Sunrise Arc et n'est détectable que grâce à la puissance combinée de la technologie humaine et de la nature via un effet appelé lentille gravitationnelle. Hubble et Webb ont pu détecter Earendel grâce à son alignement chanceux derrière une ride de l'espace-temps créée par l'amas de galaxies massif WHL0137-08.
L'amas de galaxies, situé entre nous et Earendel, est si massif qu'il déforme le tissu même de l'espace, ce qui produit un effet grossissant, permettant aux astronomes de regarder à travers l'amas comme une loupe.
Cette image du télescope spatial James Webb de la NASA montre un amas de galaxies massif appelé WHL0137-08, et à droite, un encadré de la galaxie la plus fortement agrandie connue au cours du premier milliard d'années de l'univers : l'arc du lever du soleil. Dans cette galaxie se trouve l’étoile la plus lointaine jamais détectée, découverte pour la première fois par le télescope spatial Hubble. L'instrument NIRCam (Near-Infrared Camera) de Webb révèle que l'étoile, surnommée Earendel, est une étoile massive de type B plus de deux fois plus chaude que notre soleil et environ un million de fois plus lumineuse. Les étoiles de cette masse ont souvent des compagnons. Les astronomes ne s'attendaient pas à ce que Webb révèle des compagnons d'Earendel puisqu'ils seraient si proches les uns des autres et impossibles à distinguer dans le ciel. Cependant, en se basant uniquement sur les couleurs d'Earendel détectées par Webb, les astronomes pensent voir des indices d'une étoile compagne sympa. Crédit : Image : NASA, ESA, CSA, Science : Dan Coe (STScI/AURA pour ESA, JHU), Brian Welch (NASA-GSFC, UMD), Traitement d'image : Zolt G. Levay
Alors que d'autres éléments de la galaxie apparaissent plusieurs fois en raison de la lentille gravitationnelle, Earendel n'apparaît que comme un seul point de lumière, même dans l'imagerie infrarouge haute résolution de Webb. Sur cette base, les astronomes déterminent que l'objet est grossi d'un facteur d'au moins 4 000 et qu'il est donc extrêmement petit : l'étoile la plus éloignée jamais détectée, observée 1 milliard d'années après le big bang.
Le précédent détenteur du record de l'étoile la plus lointaine avait été détecté par Hubble et observé environ 4 milliards d'années après le big bang. Une autre équipe de recherche utilisant Webb a récemment identifié une étoile à lentille gravitationnelle qu'elle a surnommée Quyllur, une étoile géante rouge observée 3 milliards d'années après le big bang.
Les étoiles aussi massives qu’Eaendel ont souvent des compagnons. Les astronomes ne s'attendaient pas à ce que Webb révèle des compagnons d'Earendel puisqu'ils seraient si proches les uns des autres et impossibles à distinguer dans le ciel. Cependant, en se basant uniquement sur les couleurs d'Earendel, les astronomes pensent voir des indices d'une étoile compagne plus froide et plus rouge. Cette lumière a été étirée par l'expansion de l'univers à des longueurs d'onde plus longues que celles que les instruments de Hubble peuvent détecter, et n'était donc détectable qu'avec Webb.
La NIRCam de Webb montre également d'autres détails notables dans l'Arc du Soleil, qui est la galaxie la plus grossie jamais détectée au cours du premier milliard d'années de l'univers. Les caractéristiques comprennent à la fois de jeunes régions de formation d'étoiles et des amas d'étoiles établis plus anciens, mesurant seulement 10 années-lumière. De chaque côté de la ride de grossissement maximum, qui traverse Earendel, ces caractéristiques se reflètent dans la distorsion de la lentille gravitationnelle.
La région formant les étoiles semble allongée et on estime qu'elle a moins de 5 millions d'années. Des points plus petits de chaque côté d'Eaendel sont deux images d'un amas d'étoiles plus ancien et mieux établi, estimé à au moins 10 millions d'années. Les astronomes ont déterminé que cet amas d’étoiles était lié gravitationnellement et qu’il persisterait probablement jusqu’à nos jours. Cela nous montre à quoi auraient pu ressembler les amas globulaires de notre propre Voie Lactée lorsqu’ils se sont formés il y a 13 milliards d’années.
Les astronomes analysent actuellement les données des observations de l'instrument NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) de Webb de la galaxie Sunrise Arc et d'Earendel, qui fourniront des mesures précises de composition et de distance pour la galaxie.
Depuis la découverte d'Earendel par Hubble, Webb a détecté d'autres étoiles très lointaines en utilisant cette technique, mais aucune aussi loin qu'Earendel. Ces découvertes ont ouvert un nouveau domaine de l'univers à la physique stellaire et de nouveaux sujets aux scientifiques étudiant l'univers primitif, où les galaxies étaient autrefois les plus petits objets cosmiques détectables.
L'équipe de recherche espère prudemment que cela pourrait constituer une étape vers la détection éventuelle de l'une des toutes premières générations d'étoiles, composée uniquement des ingrédients bruts de l'univers créé lors du big bang.
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COMMENTAIRES
Quelle couleur de lumière visible le télescope spatial James Webb peut-il voir ?
Bien que les images Webb soient infrarouges, elles peuvent être traduites par ordinateur en une image visible (tout comme nous l'avons fait avec Spitzer, qui a également produit de belles images).L ORANGE ET LEROUGE SONT VUX EN DIRECT
XXXXXXXXXXXXXXXMore information: Brian Welch et al, JWST Imaging of Earendel, the Extremely Magnified Star at Redshift z = 6.2, The Astrophysical Journal Letters (2022). DOI: 10.3847/2041-8213/ac9d39
Eros Vanzella et al, JWST/NIRCam Probes Young Star Clusters in the Reionization Era Sunrise Arc, The Astrophysical Journal (2023). DOI: 10.3847/1538-4357/acb59a
Journal information: Astrophysical Journal Letters , Astrophysical Journal
Provided by NASA
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