Le Quintette de Stephan, un regroupement visuel de cinq galaxies, est surtout connu pour avoir figuré en bonne place dans le film classique des Fêtes, « It’s a Wonderful Life ». Aujourd’hui, le télescope spatial James Webb de la NASA révèle le Quintette de Stephan sous un nouveau jour. Cette énorme mosaïque est la plus grande image de Webb à ce jour, couvrant environ un cinquième du diamètre de la Lune. Il contient plus de 150 millions de pixels et est construit à partir de près de 1 000 fichiers image distincts. Les informations de Webb fournissent de nouvelles informations sur la manière dont les interactions galactiques ont pu conduire l’évolution des galaxies dans l’univers primitif.
Avec sa vision infrarouge puissante et sa résolution spatiale extrêmement élevée, Webb montre des détails inédits dans ce groupe de galaxies. Des amas étincelants de millions de jeunes étoiles et des régions d’éclatement d’étoiles fraîches ornent l’image. Des queues balayées de gaz, de poussière et d’étoiles sont extraites de plusieurs galaxies en raison d’interactions gravitationnelles. Plus spectaculaire encore, Webb capture d’énormes ondes de choc alors que l’une des galaxies, NGC 7318B, traverse l’amas.
Ensemble, les cinq galaxies du Quintette de Stephan sont également connues sous le nom de Hickson Compact Group 92 (HCG 92). Bien qu’appelées « quintette », seules quatre des galaxies sont vraiment proches les unes des autres et entraînées dans une danse cosmique. La cinquième galaxie, la plus à gauche, appelée NGC 7320, est bien au premier plan par rapport aux quatre autres. NGC 7320 réside à 40 millions d’années-lumière de la Terre, tandis que les quatre autres galaxies (NGC 7317, NGC 7318A, NGC 7318B et NGC 7319) sont à environ 290 millions d’années-lumière. C’est encore assez proche en termes cosmiques, par rapport à des galaxies plus éloignées à des milliards d’années-lumière. L’étude de ces galaxies relativement proches comme celles-ci aide les scientifiques à mieux comprendre les structures observées dans un univers beaucoup plus éloigné.
Cette proximité offre aux astronomes un siège aux premières loges pour assister à la fusion et aux interactions entre les galaxies qui sont si cruciales pour toute l’évolution des galaxies. Les scientifiques voient rarement avec autant de détails comment les galaxies en interaction déclenchent la formation d’étoiles les unes dans les autres et comment le gaz de ces galaxies est perturbé. Le Quintette de Stephan est un « laboratoire » fantastique pour étudier ces processus fondamentaux pour toutes les galaxies.
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Des groupes serrés comme celui-ci étaient peut-être plus courants dans l’univers primitif lorsque leur matériau surchauffé et influant pouvait avoir alimenté des trous noirs très énergétiques appelés quasars. Aujourd’hui encore, la galaxie la plus haute du groupe, NGC 7319, abrite un noyau galactique actif, un trou noir supermassif de 24 millions de fois la masse du Soleil. Il aspire activement de la matière et émet une énergie lumineuse équivalente à 40 milliards de soleils.
Webb a étudié le noyau galactique actif en détail avec le spectrographe dans le proche infrarouge (NIRSpec) et l’instrument dans l’infrarouge moyen (MIRI). Les unités de champ intégrales (IFU) de ces instruments, qui sont une combinaison d’une caméra et d’un spectrographe, ont fourni à l’équipe Webb un « cube de données », ou une collection d’images des caractéristiques spectrales du noyau galactique.
Tout comme l’imagerie par résonance magnétique (IRM) médicale, les IFU permettent aux scientifiques de « trancher et découper » les informations en plusieurs images pour une étude détaillée. Webb a percé le linceul de poussière entourant le noyau pour révéler du gaz chaud près du trou noir actif et mesurer la vitesse des écoulements brillants. Le télescope a vu ces écoulements entraînés par le trou noir avec un niveau de détail jamais vu auparavant.
Dans NGC 7320, la galaxie la plus à gauche et la plus proche du groupement visuel, Webb a pu résoudre des étoiles individuelles et même le noyau brillant de la galaxie.
En prime, Webb a révélé une vaste mer de milliers de galaxies d’arrière-plan lointaines rappelant les champs profonds de Hubble.
Combinées à l’image infrarouge la plus détaillée jamais réalisée du quintette de Stephan de MIRI et de la caméra proche infrarouge (NIRCam), les données de Webb fourniront une multitude de nouvelles informations précieuses. Par exemple, cela aidera les scientifiques à comprendre la vitesse à laquelle les trous noirs supermassifs se nourrissent et se développent. Webb voit également beaucoup plus directement les régions de formation d’étoiles et est capable d’examiner l’émission de la poussière, un niveau de détail impossible à obtenir jusqu’à présent.
Situé dans la constellation de Pégase, le Quintette de Stephan a été découvert par l’astronome français Édouard Stephan en 1877.
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