À l’aide du télescope spatial James Webb, les astronomes ont effectué des observations dans le proche et moyen infrarouge d’une galaxie naine compacte bleue extrêmement pauvre en métaux connue sous le nom de I Zwicky 18. Les résultats de la campagne d’observation, présentés dans un document publié le 11 mars sur le arXiv serveur de préimpression, fournit des informations importantes concernant les populations stellaires de cette galaxie.
Les naines bleues compactes (BCD) sont des galaxies naines à faible luminosité et à faible teneur en métaux connaissant de violentes explosions de formation d’étoiles. Ils se caractérisent par un aspect optique compact et des spectres de type région H II dus à des activités d’étoiles très concentrées.
I Zwicky 18 est l’archétype du BCD situé à environ 59 millions d’années-lumière dans la constellation de la Grande Ourse. Ce BCD est l’une des galaxies les plus pauvres en métaux connues car elle est presque exclusivement composée d’hydrogène et d’hélium.
Des observations antérieures ont montré que I Zwicky 18 connaît actuellement une période de taux de formation d’étoiles (SFR) intensément élevé et pourrait encore créer des étoiles de la population III – des étoiles hypothétiques extrêmement massives, pauvres en éléments plus lourds que l’hélium, qui auraient été formées en l’univers primitif. Par conséquent, cette galaxie est perçue comme un laboratoire idéal pour étudier la démographie des étoiles jeunes et évoluées dans un environnement analogue à celui trouvé peu après le Big Bang.
C’est pourquoi une équipe d’astronomes dirigée par Alec S. Hirschauer du Space Telescope Science Institute (STScI) à Baltimore, Maryland, a décidé d’examiner de plus près I Zwicky 18. Ils ont utilisé la caméra proche infrarouge (NIRCam) et la caméra Mid-Infrarouge du JWST. Instrument infrarouge (MIRI) pour étudier le contenu stellaire de cette galaxie.
Les observations menées par l’équipe de Hirschauer ont identifié des populations extrêmes d’étoiles massives brillantes récemment formées dans I Zwicky 18, situées principalement parmi les deux lobes centraux de formation d’étoiles de la galaxie, les composantes nord-ouest (NW) et sud-est (SE). Les images obtenues montrent également de grandes supercouches de poussière et de gaz ionisés creusées par la formation d’étoiles et l’activité des supernovae précédentes.
Les données collectées ont permis aux astronomes de détecter des populations candidates d’étoiles évoluées poussiéreuses (supergéantes rouges et étoiles à branches géantes asymptotiques) dans I Zwicky 18, aux côtés de jeunes objets stellaires brillants (YSO). Les chercheurs ont estimé la pointe de la branche géante rouge (TRGB) et ont divisé les sources qui se trouvent au-dessus en populations de branches gauche et droite, liées respectivement aux étoiles plus jeunes (séquence principale supérieure, étoiles UMS) et plus anciennes (évoluées).
Selon les auteurs de l’article, leurs résultats suggèrent que les données démographiques dominantes des régions de formation d’étoiles NW et SE de I Zw 18 reflètent celles de populations stellaires plus jeunes et plus âgées. L’étude prouve également l’importance du JWST dans l’étude des étoiles poussiéreuses et évoluées dans les galaxies naines compactes de l’univers primitif.
Plus d’information:
Alec S. Hirschauer et al, Imagerie de I Zw 18 par JWST : I. Stratégie et premiers résultats des populations stellaires poussiéreuses, arXiv (2024). DOI : 10.48550/arxiv.2403.06980
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