Le télescope James Webb fournit de nouveaux indices sur la nature de notre galaxie, la Voie lactée

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Le Télescope spatial James Webb continue d’étonner les astronomes avec de nouvelles images de l’univers impossibles à obtenir avec d’autres instruments. Un récemment sorti Galerie montre des détails époustouflants de 19 galaxies spirales proches, similaires à notre propre Voie lactée.

Dans un projet en cours appelées PHANGS (Physique à Haute Résolution Angulaire dans les Galaxies Proches), les images récentes de galaxies prises par Webb seront combinées avec des images prises par le Le télescope spatial Hubblele Observatoire européen australLe très grand télescope de MUSE (Explorateur spectroscopique multi-unités) et ALMA (Atacama Millimeter/submillimeter Array) au Chili.

L’objectif est d’examiner les galaxies spirales proches, qui ont la même forme de tourbillon que le voie Lactée dans autant de longueurs d’onde de lumière différentes que possible – du visible à l’ultraviolet, aux ondes radio et infrarouges – pour mieux comprendre l’interaction entre la physique à petite échelle de la formation des gaz et des étoiles et les structures des galaxies à plus grande échelle et leur évolution.

Une galaxie spirale éblouissante avec seulement deux bras principaux scintille avec un noyau blanc brillant et des bras blancs ambrés, magenta et diffus en spirale dessus et dessous comme une spirale à l'envers. "s."
Cette image de la galaxie spirale NGC 1300 combine plusieurs observations de télescopes d’ALMA, MUSE et Hubble avant que les observations de Webb ne soient incluses. (Alyssa Pagan/STScl/NASA/ESA/ESO-Chili/ALMA/NAOJ/NRAO)

Les galaxies spirales sont un sujet de prédilection pour les astronomes, non seulement parce qu’elles sont les plus belles à observer, mais aussi parce qu’elles fournissent les meilleures informations sur la nature de la Voie lactée. Nous ne pouvons pas réellement voir notre propre galaxie parce que nous y sommes.

Les astronomes ont une idée approximative de sa forme en spirale grâce au mouvement des étoiles, mais l’image de notre galaxie manque de détails précis. C’est comme essayer de voir la disposition de votre ville ou de votre village tout en vous tenant juste devant la porte d’entrée de votre maison ; il faudrait survoler la ville pour avoir une vue d’ensemble.

Il faudra beaucoup de temps avant d’obtenir une image de survol de l’ensemble de la Voie Lactée, car à plus de 100 000 années-lumière de diamètre, il nous faudrait voler des milliers d’années-lumière directement au-dessus de l’avion avant que la structure entière ne soit visible. Actuellement, nous n’avons aucun moyen de voler aussi loin.

La vue depuis l’intérieur de la Voie lactée semble remplie d’étoiles sur fond noir dans un spectre coloré, du cyan au magenta.
Les 50 années-lumière du télescope spatial James Webb permettent d’observer l’intérieur dense de la Voie lactée. (Samuel Crowe/UVA/STScI/NASA/ESA/CSA/NASA/ESA/CSA)

La contribution de Webb à l’étude des galaxies est inestimable pour deux raisons. Premièrement : son miroir primaire, à 6,5 mètres de diamètreest le plus grand télescope jamais lancé dans l’espace, ce qui lui donne plus de six fois la zone de collecte de lumière du télescope spatial Hubble.

Le gigantesque œil doré dans le ciel peut voir des objets plus faibles et plus éloignés, ou des objets proches, avec des détails plus fins que jamais.

Deuxièmement : contrairement à Hubble, qui voit dans la lumière visible comme nos yeux, Webb voit dans la lumière infrarouge, qui nous est invisible, même si nous pouvons ressentir le rayonnement infrarouge sous forme de chaleur.

La longueur d’onde plus longue de la lumière infrarouge lui permet de pénétrer dans les vastes nuages ​​de poussière qui sont disséminés parmi les étoiles des galaxies et qui obscurcissent la vue de Hubble. Webb peut voir à travers ces nuages ​​et révéler des détails qui étaient cachés jusqu’à présent.

Une vue imprenable sur une galaxie spirale est un collage de deux images, divisées du haut à droite vers le bas à gauche.  L'image de Hubble en bas présente de fins fils ambrés, des amas d'étoiles magenta parmi un nuage d'étoiles blanc diffus.  L'image Webb en haut montre beaucoup plus de détails avec des trous évidents parmi la poussière et les étoiles rougeâtres à ambrées.
Les observations de la galaxie spirale NGC 629 par le télescope spatial James Webb, à gauche, montrent de la poussière brillante avec des détails beaucoup plus fins que les observations du télescope spatial Hubble, à droite. (Janice Lee/Thomas Williams/STScI/Oxford/Équipe PHANGS/NASA/ESA/CSA)

Les galaxies sont le lieu où les étoiles naissent, vivent leur vie et meurent. Les images Webb montrent que ce processus se produit de l’intérieur vers l’extérieur, les étoiles les plus anciennes étant proches du centre et les plus jeunes dans les bras spiraux. Cela correspond à la position de notre Soleil, vieux de 4,6 milliards d’années, relativement nouveau venu dans la Voie Lactée, situé dans l’un des bras spiraux à environ les deux tiers de la distance du centre.

Les nouvelles images révèlent d’énormes bulles de gaz soufflées par l’explosion d’étoiles. Ces restes d’étoiles mortes sont les graines de la formation d’étoiles plus jeunes comme notre Soleil.

Une galerie de différentes galaxies spirales les montre avec un intérieur blanc brillant et des teintes ambrées à rougeâtres pour représenter les détails incroyables de la poussière et des étoiles.
La nouvelle galerie de galaxies du télescope Webb comprend des images de 19 galaxies spirales proches. (Elizabeth Wheatley/Thomas Williams/Janice Lee/Oxford/STScl/Équipe PHANGS/CSA/ESA/NASA)

En septembre dernier, dans une autre enquête, les scientifiques ont utilisé Webb pour revenir sur le début des temps et ont été surpris de ne voir que des galaxies spirales entièrement formées. 3,7 milliards d’années après le Big Bang, il y a environ 13,7 milliards d’années. Ce fut une surprise car on pensait que les spirales constituaient une étape ultérieure de l’évolution des galaxies. Les astronomes repensent désormais l’évolution des galaxies au cours des 10 derniers milliards d’années.

L’astronomie regarde vers l’extérieur pour étudier l’univers au-delà de notre maison. Mais de la même manière que les premiers astronautes à visiter la Lune regardé en arrière En voyant leur maison, pour la première fois sous la forme d’un petit globe bleu flottant dans l’obscurité de l’espace, l’étude des galaxies nous donne une perspective sur notre plus grande maison : la cité des étoiles que nous habitons appelée la Voie Lactée.

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