Cet élément ne devrait pas exister dans l'Univers jeune, et pourtant...

Publié par Adrien le 26/11/2023 à 06:00
Source: The Astrophysical Journal Letters
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La lumière émise par les galaxies lointaines voyage pendant des milliards d'années avant d'atteindre nos instruments. Grâce à ces observations, nous pouvons non seulement comprendre d'où nous venons, mais aussi entrevoir vers où nous pourrions nous diriger. Une équipe d'astrophysiciens de l'Université Northwestern (L’université du Northwestern (Northwestern University) est une université...) a scruté les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) du Télescope Spatial (Un télescope spatial est un télescope placé au delà de l'atmosphère. Le...) James Webb, observant des régions formées seulement deux à trois milliards d'années après le Big Bang (Le Big Bang est l’époque dense et chaude qu’a connu l’univers il y a...). Ces observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) ont révélé quelques surprises.


Jeunes galaxies de l'univers primitif observées par le Télescope Spatial James Webb.
Image: NASA/ESA/JWST

En utilisant les résultats de l'enquête CECILIA (Chemical Evolution Constrained using Ionized Lines in Interstellar Aurorae), l'équipe a découvert que ces galaxies semblent plus chaudes que prévu et qu'elles hébergent des éléments surprenamment lourds, comme le nickel.

Les chercheurs ont analysé 33 galaxies lointaines sur une période continue de 30 heures. Ils ont ensuite combiné les longueurs d'onde de la lumière collectée de 23 de ces galaxies pour créer une image composite, révélant des indices sur des aspects tels que leurs températures moyennes et les éléments présents.

Allison Strom, auteur principal de l'étude et professeur adjoint de physique et d'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer...) à l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) Northwestern, explique que cette méthode dilue les détails des galaxies individuelles, mais offre une meilleure compréhension moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de...) et permet de voir des caractéristiques plus subtiles.


Lumière de 23 galaxies lointaines, identifiées par des rectangles rouges dans l'image du Télescope Spatial Hubble ci-dessus, combinée pour capturer des émissions extrêmement faibles de huit éléments différents, étiquetés dans le spectre JWST ci-dessous. Bien que ces éléments soient couramment trouvés sur Terre, ils sont rarement observés dans des galaxies lointaines.
Image: Aaron M. Geller, Northwestern, CIERA + IT-RCDS

L'image composite a révélé huit éléments identifiables: hydrogène, hélium (L'hélium est un gaz noble ou gaz rare, pratiquement inerte. De numéro atomique 2, il...), azote, oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de...), silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si...), soufre, argon et nickel. La présence de nickel, plus lourd que le fer dans le tableau (Tableau peut avoir plusieurs sens suivant le contexte employé :) périodique, a été une surprise. Même dans les galaxies anciennes plus proches, le nickel est rarement observé. Il nécessite de multiples cycles de vie d'étoiles, y compris plusieurs supernovas, pour sa synthèse et sa diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de...) dans la galaxie (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec...).

Strom suggère que les températures élevées observées dans ces galaxies primitives pourraient être liées à leur composition chimique inhabituelle: "En fin de compte, le fait que nous observions une température caractéristique plus élevée n'est qu'une autre manifestation de leur chimie, car la température et la chimie du gaz dans les galaxies sont intrinsèquement liées."
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