Les astronomes ont réalisé un exploit révolutionnaire en identifiant 44 étoiles individuelles dans une galaxie située à près de 6,5 milliards d’années-lumière.
Cette découverte remarquable, rendue possible grâce au télescope spatial James Webb de la NASA et au phénomène de lentille gravitationnelle, établit un nouveau record pour le plus grand nombre d’étoiles individuelles détectées dans l’univers lointain.
Les résultats, dirigés par Fengwu Sun, chercheur postdoctoral au Centre d’astrophysique de Harvard & Smithsonian, et publiés dans Nature Astronomy, ouvrent de nouvelles voies pour étudier les mystères les plus profonds de l’univers, y compris la matière noire.
La recherche d’étoiles individuelles dans des galaxies situées à des milliards d’années-lumière a longtemps été considérée comme impossible, car ces galaxies lointaines se fondent généralement dans une lueur diffuse.
Cependant, un effet de grossissement naturel appelé lentille gravitationnelle, associé aux capacités infrarouges du JWST, a changé la donne, rapporte Phys.org.
La lentille gravitationnelle se produit lorsqu’un objet massif, tel qu’un amas de galaxies, plie et amplifie la lumière des objets situés derrière lui.
Dans ce cas, l’amas Abell 370 a agi comme une lentille, grossissant une galaxie appelée Dragon Arc.
Cet effet a étiré l’Arc du Dragon dans une forme allongée, rendant les étoiles individuelles visibles aux instruments sensibles de JWST.
« Lorsque nous avons traité les données, nous avons réalisé que ce qui semblait être des points stellaires individuels était en réalité des étoiles situées dans cette galaxie lointaine », a déclaré Sun.
La plupart des étoiles identifiées dans l’Arc du Dragon sont des supergéantes rouges, un type d’étoile massive en phase finale de sa vie.
Ces étoiles, plus froides et plus lumineuses que les supergéantes bleues souvent observées lors d’études antérieures, étaient détectables grâce à la capacité de JWST à observer les longueurs d’onde infrarouges.
Cela marque un changement par rapport aux découvertes antérieures du télescope spatial Hubble, qui n’avaient identifié qu’une poignée d’étoiles dans des galaxies lointaines, pour la plupart des supergéantes bleues comme Rigel et Deneb.
« Nous avons désormais la capacité de résoudre des étoiles qui étaient auparavant hors de notre portée », a déclaré Sun.
« Cette découverte fournit des informations sans précédent sur les populations stellaires et leur rôle dans l’évolution des galaxies au début de l’Univers. »
Au-delà du catalogage des étoiles, cette découverte a de profondes implications pour l’étude de la matière noire, la substance invisible qui constituerait la majeure partie de la masse de l’univers.
L’observation de la répartition et du comportement des étoiles dans les galaxies à lentille gravitationnelle peut révéler des informations sur la structure et la composition de la lentille elle-même, offrant ainsi des indices sur la matière noire.
« C’est un pas en avant significatif », a déclaré Yoshinobu Fudamoto, auteur principal et professeur adjoint à l’Université de Chiba au Japon. « Pour étudier les populations stellaires de manière significative, nous avons besoin d’observations comme celles-ci, avec de nombreuses étoiles individuelles résolues. »
Cette observation record n’est qu’un début. Les futures études JWST sur Dragon Arc et d’autres galaxies à lentilles pourraient capturer des centaines d’étoiles individuelles, fournissant ainsi des informations plus approfondies sur la formation précoce des galaxies et l’évolution des populations stellaires.
Sun est particulièrement désireux de continuer à explorer les supergéantes rouges dans les galaxies lointaines. « Nous pouvons utiliser ce que nous savons des supergéantes rouges proches pour interpréter ce qui se passera ensuite pour ces étoiles dans les premières époques de l’univers », a-t-il déclaré.
