Les astronomes confirment que la galaxie de Maisie est parmi les plus anciennes jamais observées. La spectroscopie et ses surprises.
Des astronomes ont utilisé des instruments évolués pour calculer l’âge de manière plus précise de la galaxie de Maisie, découverte par le télescope spatial James Webb (JWST) en juin 2022. Bien que ce système solaire ne soit pas aussi vieux qu’estimé initialement, il reste l’un des plus anciens jamais observés, 390 millions d’années après le Big Bang, soit environ 13,4 milliards d’années. C’est tout de même 70 millions d’années plus jeune que JADES-GS-Z13-0, l’actuel plus ancien système jamais observé.
Les astronomes confirment que la galaxie de Maisie est parmi les plus anciennes jamais observées
Une équipe dirigée par l’astronome Steven Finkelstein, de l’Université du Texas à Austin, avait découvert le système l’été dernier. Le groupe avait alors estimé qu’il datait de 290 millions d’années après le Big Bang, mais en analysant la galaxie avec un équipement plus avancé, ils ont découvert qu’il était finalement environ 100 millions d’années plus vieux que cela. « La chose excitante concernant la galaxie de Maisie est que ce fut l’une des premières galaxies lointaines identifiées par le JWST, et sur cet ensemble, c’est la première à être confirmée par la spectroscopie », déclarait Steven Finkelstein.
Cette confirmation spectroscopique a pu être obtenue grâce au Near InfraRed Spectrograph (NIRSpec) du JWST réalisé par le Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS). Le NIRSpect « sépare la lumière d’un objet en plusieurs fréquences proches pour identifier plus précisément sa signature chimique, sa production de chaleur, sa luminosité intrinsèque et son mouvement relatif. » Le décalage vers le rouge (redshift en anglais) est un phénomène astronomique de décalage vers les grandes longueurs d’onde des raies spectrales et de l’ensemble du spectre. C’est ce dernier qui est ici la clef pour une datation plus précise. Pour la galaxie de Maisie, ce décalage vers le rouge est de z = 11,4, ce qui permet de situer l’âge de ce système à environ 390 millions d’années après le Big Bang.
La spectroscopie et ses surprises
Les astronomes ont aussi examiné CEERS-93316, une galaxie estimée initialement à 235 millions d’années avant le Big Bang. Après analyse, son redshift est de z = 4,9, ce qui la situe finalement un milliard d’années après le Big Bang. Mais l’erreur initiale est compréhensible : la galaxie émettait une quantité de lumière inhabituelle dans des fréquences associées à l’oxygène et l’hydrogène, la rendant plus bleue qu’elle ne l’est normalement.
Steven Finkelstein attribue cela à la malchance. « C’était un cas plutôt étrange », explique-t-il. « Sur les dizaines de candidats avec un décalage vers le rouge élevé qui ont été observés via spectroscopie, c’est le seul cas où le vrai redshift est bien moindre que notre estimation initiale », ajoute-t-il. « Il aurait été vraiment délicat d’expliquer comment l’univers aurait pu créer une galaxie si massive si tôt. Alors je pense que c’est finalement une bonne conclusion, parce que c’était tellement extrême, tellement lumineux, pour un tel redshift. »
L’équipe CEERS étudie actuellement une dizaine d’autres systèmes qui pourraient être plus anciens encore que la galaxie de Maisie.