L’un des objectifs du télescope spatial James Webb est que les données qu’il recueille aident à résoudre des questions sur l’origine de l’Univers, telles que la formation des premières étoiles et galaxies. À cet égard, l’équipe de la NASA mènera à bien le programme Étude extragalactique approfondie du JWST (JADES)qui durera environ 32 jours et permettra de découvrir et de caractériser des galaxies lointaines et peu lumineuses.
Les données collectées par Webb pour JADES sont encore en train d’arriver sur Terre. Cependant, les découvertes suivantes ont déjà été faites des centaines de galaxies qui existaient lorsque l’Univers avait moins de 600 millions d’années et veulent apporter plus de réponses. Marcia Rieke, de l’université de l’Arizona à Tucson, codirectrice du programme, explique que les questions qu’ils se posent sont les suivantes :
- « Comment les premières galaxies se sont-elles assemblées ?
- « A quelle vitesse les étoiles se sont-elles formées ? »
- « Pourquoi certaines galaxies cessent-elles de former des étoiles ?
L’origine des étoiles dans les premières galaxies.
Selon le chercheur Ryan Endsley de l’Université du Texas à Austin, les galaxies sont apparues entre 500 et 850 millions d’années après le Big Band. Les premières centaines d’années de l’origine du cosmos ont été caractérisées par un brouillard gazeux qui, un milliard d’années plus tard, s’est dissipé et a rendu l’Univers transparent. Les scientifiques appellent ce phénomène la « réionisation ». et certains pensent qu’elle pourrait être due à des trous noirs supermassifs actifs ou à des galaxies remplies d’étoiles jeunes et chaudes.
À JADES, la NASA étudie ces premières galaxies avec l’instrument NIRSpec (Spectrographe dans le proche infrarouge) et ont trouvé des signes de formation d’étoiles. Presque toutes les galaxies que nous avons découvertes présentent ces signatures de raies d’émission exceptionnellement fortes qui indiquent une formation stellaire intense et récente », explique M. Endsley. Ces premières galaxies étaient très douées pour la formation d’étoiles chaudes et massives.« .
L’équipe du programme pense que, parce que ces galaxies primitives contenaient tant d’étoiles chaudes et massives, il est possible qu’elles soient à l’origine de la réionisation. Sur son blog, la NASA explique que les étoiles « ont émis des torrents de lumière ultraviolette qui ont transformé le gaz environnant d’opaque en transparent en ionisant les atomes, en retirant les électrons de leurs noyaux (…). La réunion ultérieure des électrons et des noyaux produit les lignes d’émission très marquées ».
Les chercheurs de JADES ont trouvé des preuves que les jeunes galaxies avaient des phases de formation rapide d’étoiles entrecoupées de périodes plus calmes, probablement dues à des moments où plus ou moins de matières premières gazeuses nécessaires à leur création ont été capturées. En outre, en tant qu’étoiles massives, elles ont explosé rapidement. il est possible qu’elles aient périodiquement injecté de l’énergie dans le milieu environnant.empêchant le gaz de se condenser pour former de nouvelles étoiles.