Une équipe internationale de scientifiques, dirigée par Haojing Yan de l’Université du Missouri, a utilisé le télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA pour découvrir 14 nouveaux objets transitoires au cours de leur étude accélérée de l’amas de galaxies MACS0416, situé à environ 4,3 milliards d’années-lumière de la Terre, qui ils ont surnommé « l’amas de galaxies de l’arbre de Noël ».
« Les transitoires sont des objets dans l’espace, comme des étoiles individuelles, qui semblent soudainement s’éclairer de plusieurs ordres de grandeur puis disparaître », a déclaré Yan, professeur agrégé au Département de physique et d’astronomie.
« Ces objets éphémères apparaissent brillants seulement pendant une courte période, puis disparaissent ; c’est comme si nous regardions à travers une loupe mobile. À l’heure actuelle, nous avons cette rare chance que la nature nous a donnée d’avoir une vue détaillée des individus. Bien que nous ne puissions actuellement voir que les étoiles les plus brillantes, si nous le faisons assez longtemps – et assez fréquemment – nous serons en mesure de déterminer combien il y a d’étoiles brillantes et quelle est leur masse. »
En utilisant les capacités technologiques avancées du JWST, Yan et son équipe, y compris Bangzheng Sun, étudiant diplômé de Mizzou, ont confirmé la cause des « lumières vacillantes » ou des transitoires de l’amas de galaxies que les scientifiques ont observés pour la première fois il y a des années à l’aide du télescope spatial Hubble de la NASA.
« Nous appelons MACS0416 l’amas de galaxies de l’arbre de Noël, à la fois parce qu’il est si coloré et à cause des lumières vacillantes que nous y trouvons », a déclaré Yan. « Nous pouvons voir de nombreux transitoires dans certaines régions de cette zone en raison d’un phénomène connu sous le nom de lentille gravitationnelle, qui grossit les galaxies derrière cet amas. »
L’équipe a découvert les transitoires en étudiant quatre séries d’images prises par JWST de l’amas de galaxies sur une période de 126 jours, soit environ quatre mois. Yan est particulièrement enthousiasmé par le fait que deux des transitoires soient des supernovae (des étoiles en fin de vie), car l’équipe peut les utiliser pour étudier les galaxies hôtes des supernovae.
« Les deux supernovae et les douze autres étoiles extrêmement agrandies sont de nature différente, mais elles sont toutes importantes », a déclaré Yan. « Nous avons suivi l’évolution de la luminosité au fil du temps à travers leurs courbes de lumière, et en examinant en détail comment la lumière change au fil du temps, nous pourrons éventuellement savoir de quel type d’étoiles il s’agit. Plus important encore, nous pourrons pour comprendre la structure détaillée de la loupe et son lien avec la distribution de la matière noire. Il s’agit d’une vision complètement nouvelle de l’univers qui a été ouverte par JWST.
« PEARLS de JWST : transitoires dans le champ MACS J0416.1-2403 » a récemment été accepté pour publication dans le Journal d’astrophysique. Il est actuellement disponible sur arXiv serveur de pré-impression.
Plus d’information:
Haojing Yan et al, PEARLS de JWST : transitoires dans le champ MACS J0416.1-2403, arXiv (2023). DOI : 10.48550/arxiv.2307.07579