Le télescope spatial James Webb de la NASA a capturé l’une des premières images à champ large moyen-profond du cosmos, mettant en vedette une région du ciel connue sous le nom de pôle écliptique nord. L’image, qui accompagne un article publié dans Le Journal Astronomiquefait partie du programme GTO Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science (PEARLS).
« Moyen-profond » fait référence aux objets les plus faibles qui peuvent être vus sur cette image, qui sont d’environ 29e magnitude (1 milliard de fois plus faible que ce qui peut être vu à l’œil nu), tandis que « grand champ » fait référence à la surface totale qui sera couverte par le programme, environ un douzième de la surface de la pleine lune.
L’image comprend huit couleurs différentes de lumière proche infrarouge capturées par la caméra proche infrarouge de Webb (NIRCam), complétées par trois couleurs de lumière ultraviolette et visible du télescope spatial Hubble. Cette belle image couleur dévoile dans des détails sans précédent et à une profondeur exquise un univers plein de galaxies jusqu’aux confins, dont beaucoup étaient auparavant invisibles par Hubble ou les plus grands télescopes au sol, ainsi qu’un assortiment d’étoiles dans notre propre Voie lactée galaxie.
Les observations NIRCam seront combinées avec des spectres obtenus avec l’imageur proche infrarouge et le spectrographe sans fente (NIRISS) de Webb, permettant à l’équipe de rechercher des objets faibles avec des raies d’émission spectrales, qui peuvent être utilisées pour estimer leurs distances avec plus de précision.
Les membres de l’équipe PEARLS qui ont créé cette image ont partagé leurs réflexions et leurs réactions lors de l’analyse de ce domaine.
« Pendant plus de deux décennies, j’ai travaillé avec une grande équipe internationale de scientifiques pour préparer notre programme scientifique Webb », a déclaré Rogier Windhorst, professeur Regents à l’Arizona State University (ASU) et chercheur principal de PEARLS. « Les images de Webb sont vraiment phénoménales, vraiment au-delà de mes rêves les plus fous. Elles me permettent de mesurer la densité numérique des galaxies qui brillent à des limites infrarouges très faibles et la quantité totale de lumière qu’elles produisent. »
« J’ai été époustouflé par les premières images de PEARLS », a déclaré Rolf Jansen, chercheur scientifique à l’ASU et co-investigateur de PEARLS. « Je ne savais pas, lorsque j’ai sélectionné ce champ près du pôle nord de l’écliptique, qu’il donnerait un tel trésor de galaxies lointaines et que nous obtiendrions des indices directs sur les processus par lesquels les galaxies s’assemblent et se développent. Je peux voir des flux , des queues, des coquilles et des auréoles d’étoiles dans leur périphérie, les restes de leurs blocs de construction. »
« Les images Webb dépassent de loin ce que nous attendions de mes simulations dans les mois précédant les premières observations scientifiques », a déclaré Jake Summers, assistant de recherche à l’ASU. « En les regardant, j’ai été très surpris par l’exquise résolution. Il y a beaucoup d’objets que je n’aurais jamais cru pouvoir voir, y compris des amas globulaires individuels autour de galaxies elliptiques lointaines, des nœuds de formation d’étoiles dans des galaxies spirales et des milliers de galaxies faibles en arrière-plan. »
« La lumière diffuse que j’ai mesurée devant et derrière les étoiles et les galaxies a une signification cosmologique, encodant l’histoire de l’univers », a déclaré Rosalia O’Brien, assistante de recherche diplômée à l’ASU. « Je me sens très chanceux de commencer ma carrière en ce moment. Les données de Webb ne ressemblent à rien de ce que nous avons jamais vu, et je suis vraiment enthousiasmé par les opportunités et les défis qu’elles offrent. »
« J’ai passé de nombreuses années à concevoir des outils pour trouver et mesurer avec précision les luminosités de tous les objets dans les nouvelles images Webb PEARLS, et pour séparer les étoiles de premier plan des galaxies lointaines », explique Seth Cohen, chercheur à l’ASU et co-chercheur de PEARLS. . « Les performances du télescope, en particulier dans les longueurs d’onde proches de l’infrarouge les plus courtes, ont dépassé toutes mes attentes et ont permis des découvertes imprévues. »
« La qualité d’image époustouflante de Webb est vraiment hors de ce monde », a reconnu Anton Koekemoer, astronome chercheur au STScI, qui a assemblé les images PEARLS en très grandes mosaïques. « Pour apercevoir des galaxies très rares à l’aube des temps cosmiques, nous avons besoin d’une imagerie profonde sur une grande surface, ce que fournit ce champ PEARLS. »
« J’espère que ce champ sera surveillé tout au long de la mission Webb, pour révéler des objets qui bougent, dont la luminosité varie ou qui s’embrasent brièvement », a déclaré Jansen.
Koekemoer a ajouté : « Une telle surveillance permettra la découverte d’objets variables dans le temps comme les supernovae explosives distantes et le gaz d’accrétion brillant autour des trous noirs dans les galaxies actives, qui devraient être détectables à des distances plus grandes que jamais. »
« Ce champ unique est conçu pour être observable avec Webb 365 jours par an, de sorte que son héritage dans le domaine temporel, la zone couverte et la profondeur atteinte ne peuvent que s’améliorer avec le temps », a conclu Rogier.
Plus d’information:
Rogier A. Windhorst et al, JWST PEARLS. Zones extragalactiques de choix pour la science de la réionisation et de la lentille : aperçu du projet et premiers résultats, Le Journal Astronomique (2022). DOI : 10.3847/1538-3881/aca163
Fourni par le télescope spatial Webb