James Webb's 'too massive' galaxies may be even more massive
par l'Institut Niels Bohr
Cette image de l'amas de galaxies SMACS 0723 et de ses environs a été la première image publiée par le télescope spatial James Webb en juillet 2022. Les cinq zooms font chacun environ 19 000 années-lumière et montrent des galaxies vues il y a environ 13 milliards d'années. Une analyse minutieuse de ces galaxies révèle que si nous ne pouvons pas résoudre une galaxie, nous pouvons sous-estimer gravement la masse totale de ses étoiles. Crédit : NASA, ESA, CSA, STScI / Giménez-Arteaga et al. (2023), Peter Laursen (Cosmic Dawn Center)
Les premiers résultats du télescope spatial James Webb ont fait allusion à des galaxies si précoces et si massives qu'elles sont en porte ç faux avec notre compréhension de la formation de la structure dans l'univers. Diverses explications ont été proposées qui peuvent atténuer cette situation .Mais maintenant, une nouvelle étude du Cosmic Dawn Center suggère un effet qui n'a jamais été étudié auparavant à des époques aussi précoces, indiquant que les galaxies pourraient être encore plus massives. Elles sont trop grandes pour un age si faible !
Quelques jours après la publication des premières images, et à plusieurs reprises au cours des mois à venir, de nouveaux signalements de galaxies toujours plus lointaines sont apparus. Fait troublant, plusieurs des ces galaxies semblaient être encire « trop massives ».
D'après notre modèle de concordance actuellement accepté de la structure et de l'évolution de l'univers, le soi-disant modèle ΛCDM, il n'y aurait tout simplement pas dû avoir le temps de former autant d'étoiles.
Bien que ΛCDM ne soit pas un Saint Graal indestructible, il existe de nombreuses raisons d'attendre pour revendiquer un changement de paradigme : Les époques mesurées auxquelles nous voyons les galaxies pourraient être sous-estimées.
Leurs masses stellaires pourraient être surestimées. Ou nous aurions pu simplement avoir de la chance et découvrir d'une manière ou d'une autre la plus massive des galaxies à cette époque.
Regarder de plus près
Mais maintenant, Clara Giménez Arteaga, Ph.D. étudiant au Cosmic Dawn Center, propose un effet qui pourrait encore augmenter le problème
Essentiellement, la masse stellaire d'une galaxie est estimée en mesurant la quantité de lumière émise par la galaxie et en calculant le nombre d'étoiles nécessaires pour émettre cette quantité. L'approche habituelle consiste à considérer la lumière combinée de toute la galaxie.
Cependant, en examinant de plus près un échantillon de cinq galaxies, observé avec James Webb, Giménez Arteaga a découvert que si la galaxie n'est pas considérée comme une grosse masse d'étoiles, mais comme une entité constituée de plusieurs amas, une image différente émerge.
"Nous avons utilisé la procédure standard pour calculer les masses stellaires à partir des images prises par James Webb, mais pixel par pixel plutôt que de regarder toute la galaxie", explique Giménez Arteaga.
"En principe, on pourrait s'attendre à ce que les résultats soient les mêmes : ajouter la lumière de tous les pixels et trouver la masse stellaire totale, contre calculer la masse de chaque pixel et ajouter toutes les masses stellaires individuelles. Mais ce n'est pas le cas."
En fait, les masses stellaires déduites se sont maintenant avérées être jusqu'à dix fois plus grandes.
La figure ci-dessous montre les cinq galaxies avec leurs masses stellaires déterminées dans les deux sens. Si les deux approches différentes s'accordaient, toutes les galaxies se trouveraient le long de la ligne inclinée nommée "la même". Mais elles se situent tous au-dessus de cette ligne.
Giménez Arteaga explique : "Les populations stellaires sont un mélange d'étoiles petites et faibles d'une part, et d'étoiles brillantes et massives d'autre part. Si nous regardons simplement la lumière combinée, les étoiles brillantes auront tendance à éclipser complètement les étoiles faibles, les laissant inaperçus. Notre analyse montre que des amas brillants formant des étoiles peuvent dominer la lumière totale, mais la majeure partie de la masse se trouve dans des étoiles plus petites.
La masse stellaire est l'une des principales propriétés utilisées pour caractériser une galaxie, et le résultat de Giménez-Arteaga souligne l'importance de pouvoir résoudre les galaxies.
Mais pour les plus éloignés et faibles, ce n'est pas toujours possible. L'effet a été étudié auparavant, mais seulement à des époques beaucoup plus tardives de l'histoire de l'univers.
La prochaine étape consiste donc à rechercher des signatures qui ne nécessitent pas la haute résolution, et qui correspondent à la "vraie" masse stellaire.
"D'autres études à des époques beaucoup plus tardives ont également trouvé cet écart. Si nous pouvons déterminer la fréquence et la gravité de l'effet à des époques antérieures, et le quantifier, nous serons plus près de déduire des masses stellaires robustes de galaxies lointaines, ce qui est l'un des principaux enjeux actuels de l'étude des galaxies de l'univers primordial », conclut Clara Giménez Arteaga.
L'étude vient d'être publiée dans The Astrophysical Journal.
L"ΛCDM" - prononcé "Lambda-CDM" - est le surnom donné au meilleur modèle dont nous disposons pour décrire la structure et l'évolution de notre univers. Le modèle est basé sur l'une des théories les plus éprouvées en physique, la théorie de la relativité générale, qui décrit comment la matière affecte l'espace et comment l'espace affecte la matière.
Dans ce modèle, l'univers est supposé se composer principalement d'une substance inconnue ,proposée sous le nom d'énergie noire, désignée par la lettre grecque Λ, et de matière noire froide (CDM), où "froide" signifie qu'elle ne se déplace pas trop vite.
ΛCDM a été extrêmement efficace dans la description et la prédiction de nombreux phénomènes. Mais nous ne savons toujours pas ce que sont la matière noire et l'énergie noire et nous savons que la relativité générale, malgré son succès, n'est pas une théorie complète. Nous nous attendons donc à ce que ΛCDM soit éventuellement étendu ou remplacé par une meilleure théorie.
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COMMENTAIRES
Pour les lecteurs peu familiers avec la théorie du vieillissemenr et l evolution des galaxis omment des galaxies aussi massives deviennent-elles si grandes ?
La théorie des astronomes est que la structure de l'univers a été construite par d 'abord des bébés galaxies de plus en plus grandes et plus massives en formant constamment de nouvelles étoiles et en entrant en collision .
En fait beaucoup d hypothéses sont inclues dans le paradigme acuel du modèle ΛCDM et les chercheurs ont du mal a sortir de l 'academisme ambiant !! Un de mes commentateurs JJM propose une remise a plat franche de la formation de l'univers ..Un autre DM le réfute aussi
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More information: Clara Giménez-Arteaga et al, Spatially Resolved Properties of Galaxies at 5 < z < 9 in the SMACS 0723 JWST ERO Field, The Astrophysical Journal (2023). DOI: 10.3847/1538-4357/acc5ea
Journal information: Astrophysical Journal
Provided by Niels Bohr Institute
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James Webb Space Telescope images challenge theories of how universe evolved
La DUO5 indique clairement que contrairement au modèle ΛCDM, il ne faut pas attendre un long processus d'accrétion de gaz (dont l'origine standard est très spéculative) pour former les premières galaxies. Elles sont déjà préformées et calibrées sur l'aire 2D du BEC-fossile arrivé à saturation.
RépondreSupprimerAinsi, poursuivant la mitose, le trou noir central 2D de chaque galaxie, passe en 3D dès le début d'expansion et se divise rapidement en 10^11 étoiles qui sont chacune 330 fois plus massive que le soleil. Cependant la durée de vie ultra courte de ces premières étoiles, fait que James Webb ne voit probablement que les étoiles de seconde génération.
Merci à James Webb de confirmer la loi DUO5 !
Voir ici : https://loiduo5.com/2023/04/13/le-telescope-james-webb-confirme-duo5/
et ici :https://loiduo5.com/2023/04/11/les-51-trous-noirs-normalises-de-lunivers/
Cordialement
DM
Le problème pour changer de modèle, c’est de passer d’un univers judéo-chrétien créé, à un monde incréé, toujours là, sans date de naissance, infini et éternel qui soit à la fois statique dans ses fondements et dynamique pour envisager son évolution. ( univers éternel n’est pas incompatible avec son dynamisme, son évolution et le cycle naissance/mort)
RépondreSupprimercordialement