L’exploration de la Voie lactée révèle des informations fascinantes sur sa formation et son évolution. Grâce au télescope James Webb, des galaxies lointaines comme Firefly Sparkle ont été observées, offrant un aperçu des premières étapes de la formation galactique. Les découvertes remettent en question les théories sur la rapidité de l’évolution des galaxies. Par ailleurs, la détection d’une étoile à neutrons issue de la supernova 1987A souligne les avancées des astronomes dans l’étude des phénomènes cosmiques.
Exploration de la Voie lactée et de ses Mystères
Notre galaxie, la Voie lactée, est une merveille cosmique abritant entre 100 et 300 milliards d’étoiles, organisées en un disque plat avec un renflement central. Toutefois, ce n’est pas toujours ainsi qu’elle a apparu. Sa formation a eu lieu sur plus de 13 milliards d’années, au cours desquelles elle a fusionné avec d’autres galaxies.
Les Révélations du Télescope James Webb
Une image captivante obtenue par le télescope James Webb révèle, pour la première fois, à quoi la Voie lactée aurait pu ressembler dans sa jeunesse. Cette image met en avant une galaxie lointaine qui existait alors que l’univers n’avait que 600 millions d’années. On y distingue dix amas d’étoiles, chacun pesant entre cent mille et un million de masses solaires, scintillant comme des lucioles. C’est pourquoi cette galaxie a été baptisée Firefly Sparkle. À proximité, deux galaxies satellites sont visibles, susceptibles d’influer sur l’évolution future de Firefly Sparkle grâce à leur attraction gravitationnelle.
Pour les astronomes, Firefly Sparkle représente une découverte précieuse. En effet, les galaxies éloignées identifiées récemment par le télescope James Webb sont déjà d’une masse étonnante et relativement développées, malgré leur jeunesse. Firefly Sparkle, en revanche, est encore à un stade précoce de développement, offrant ainsi un aperçu des composants des galaxies.
Comparée à ses homologues plus massives, Firefly Sparkle émet peu de lumière. La clarté avec laquelle ses éléments peuvent être observés est due à l’effet de lentille gravitationnelle. Cette galaxie se trouve derrière un amas de galaxies massif qui dévie et amplifie sa lumière, agissant comme une lentille.
Le télescope James Webb est véritablement une machine à remonter le temps. Il permet d’observer les premières étoiles et galaxies. En quelques mois après son lancement, il a été confirmé que la formation d’étoiles avait commencé peu après le Big Bang, à un rythme remarquable. Deux nouvelles galaxies découvertes par les astronomes avec le télescope, datant de l’époque où l’univers avait 290 à 300 millions d’années, battent le précédent record de 20 à 30 millions d’années.
Ces découvertes remettent en question les modèles théoriques de l’évolution galactique. Même en supposant que le gaz dans ces galaxies a été efficacement converti en étoiles, il reste difficile d’expliquer comment les galaxies du jeune univers ont pu devenir si brillantes et massives si rapidement.
Autrefois, l’univers était plongé dans l’obscurité, composé d’un brouillard dense d’hydrogène neutre qui n’émettait pas de lumière. Cette période sombre a pris fin environ un milliard d’années après le Big Bang avec la réionisation. Ce phénomène a permis à la lumière des premières étoiles et galaxies de se répandre dans l’univers, dissipant le brouillard dense.
Les astronomes s’interrogent depuis longtemps sur ce qui a pu ioniser l’hydrogène neutre. Était-ce la lumière UV des premières étoiles ou les radiations émanant des galaxies centrales? Grâce au télescope spatial James Webb, une nouvelle hypothèse émerge : les galaxies naines auraient pu fournir suffisamment de lumière UV pour ioniser le gaz d’hydrogène neutre. Cette théorie est soutenue par les observations d’un amas de galaxies qui agit comme une lentille, rendant visibles des galaxies naines faiblement lumineuses existant lorsque l’univers avait moins d’un milliard d’années.
Les astronomes continuent d’explorer cette question, car leurs observations ne représentent qu’une petite fraction du ciel. Ils prévoient d’examiner d’autres amas de galaxies avec le télescope James Webb pour confirmer la représentativité des résultats obtenus.
Un événement rarissime s’est produit en février 1987, lorsque les astronomes ont observé une explosion d’étoile extrêmement brillante dans le Grand Nuage de Magellan, à environ 160 000 années-lumière de la Terre. Cette supernova, 1987A, était la première visible à l’œil nu depuis 1604.
Initialement, on pensait que cette supernova avait été causée par l’effondrement d’une étoile massive. Cependant, les astronomes ont eu du mal à localiser le reste de l’étoile, rendant impossible de déterminer s’il s’agissait d’un trou noir ou d’une étoile à neutrons.
Avec le télescope James Webb, ils ont enfin trouvé des preuves solides d’une étoile à neutrons restante. Ces étoiles, extrêmement denses, possèdent une masse comparable à celle du soleil mais ne mesurent que 20 kilomètres de diamètre. Une petite cuillère de leur matière pèse environ un milliard de tonnes.
La détection de cette étoile à neutrons a été réalisée grâce à deux instruments du télescope James Webb, qui ont analysé la lumière infrarouge. Ces instruments ont repéré des lignes spectrales d’argon ionisé au centre du matériau éjecté, ce qui suggère l’existence de radiations ionisantes, typiques des étoiles à neutrons plutôt que des trous noirs.
Notre Voie lactée, avec sa structure spirale emblématique, reste un mystère pour nous, car nous ne pouvons pas l’observer de l’extérieur. Pour mieux comprendre la formation et l’évolution des galaxies spirales, les astronomes étudient d’autres galaxies spirales à proximité dans le cadre du programme Phangs, qui se concentre sur la physique à haute résolution angulaire dans les galaxies proches. Ce catalogue, constitué au fil des années, continue d’enrichir notre compréhension de notre propre galaxie.