À l’aide du télescope spatial James Webb (JWST), une équipe internationale d’astronomes a découvert une nouvelle galaxie au repos. La galaxie, désignée JADES-GS + 53.15508-27.80178, a été trouvée à un décalage vers le rouge élevé et a une masse relativement faible. La découverte est rapportée dans un article publié le 27 février sur le serveur de préimpression arXiv.
De nombreuses galaxies massives sont au repos, montrant donc peu de signes de formation d’étoiles en cours, même à des décalages vers le rouge élevés et elles sont connues pour être physiquement compactes. À ce jour, très peu de galaxies quiescentes à décalage vers le rouge élevé (jusqu’au décalage vers le rouge de 5,0) confirmées par spectroscopie ont été détectées. La découverte de nouvelles galaxies de ce type est d’une grande importance pour les astronomes car ces objets pourraient faire progresser notre compréhension des premiers stades de l’univers.
Maintenant, une équipe d’astronomes dirigée par Tobias J. Looser de l’Université de Cambridge, au Royaume-Uni, rapporte la détection d’une telle galaxie au-delà du redshift de 5,0. La découverte a été faite à l’aide de la caméra proche infrarouge (NIRCam) de JWST dans le cadre du JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES).
« Nous rapportons ici la découverte d’une galaxie au repos à z = 7,3, alors que l’univers n’avait que 700 millions d’années, soit environ 5% de son âge actuel », ont écrit les chercheurs dans l’article.
JADES-GS+53.15508-27.80178 (ou JADES-GS-z7-01-QU en abrégé) a été identifiée pour la première fois en 2010 comme une galaxie de rupture de Lyman. De nouvelles données NIRCam indiquent qu’il s’agit d’une galaxie au repos qui a connu une courte et intense poussée de formation d’étoiles suivie d’une extinction rapide, il y a environ 10 à 20 millions d’années.
En particulier, l’étude a révélé que le taux de formation d’étoiles (SFR) de JADES-GS-z7-01-QU avait augmenté de manière significative il y a environ 80 millions d’années. Après cette explosion finale, d’une durée d’environ 50 millions d’années, la galaxie s’est éteinte en peu de temps.
Les résultats montrent que JADES-GS-z7-01-QU présente une absence totale de raies d’émission nébulaires, tandis que la cassure de Balmer et la goutte de Lyman-alpha sont détectées sans ambiguïté. Ces découvertes confirment que JADES-GS-z7-01-QU est une galaxie post-starburst qui a récemment cessé de former des étoiles.
En ce qui concerne la morphologie de JADES-GS-z7-01-QU, il semble s’agir d’une galaxie compacte à disque avec un rayon de demi-lumière d’environ 650 années-lumière. Les images montrent également une faible source distincte à l’est de JADES-GS-z7-01-QU, à une distance d’environ 2 300 années-lumière du centre de la galaxie. La nature de cette source est inconnue, cependant les astronomes supposent qu’il pourrait s’agir d’un amas ou d’une galaxie satellite.
Résumant les résultats, les auteurs de l’article ont noté que leur découverte prouve à quel point JWST est important pour la détection et l’étude des galaxies quiescentes à décalage vers le rouge élevé.
« Nous concluons en soulignant que la découverte et l’analyse spectroscopique d’une galaxie au repos à redshift z = 7,3 par notre collaboration JADES inaugure l’ère dans laquelle nous pouvons contraindre les modèles de rétroaction théoriques en utilisant des observations directes de l’univers primordial. Cependant, ce n’est que le début pour la mission JWST : les observations à venir et futures amorceront la transition de la phase de « découverte » à la caractérisation statistique des propriétés des premières galaxies au repos », ont expliqué les chercheurs.
Plus d’information:
Tobias J. Looser et al, Découverte d’une galaxie au repos à z = 7,3, arXiv (2023). DOI : 10.48550/arxiv.2302.14155
© 2023 Réseau Science X