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Des symboles en forme de diamant blanc marquent l'emplacement de 20 des 83 nouvelles galaxies jeunes et de faible masse. Ces galaxies, bien que petites, sont des sources puissantes de rayonnement ultraviolet.
Crédit: NASA/ESA/CSA/Bezanson et al. 2024 et Wold et al. 2025
L'étude s'est concentrée sur l'amas de galaxies Abell 2744, également connu sous le nom de Cluster Pandora. La gravité extrême de cet amas agit comme une lentille naturelle, amplifiant la lumière des galaxies lointaines situées derrière lui. Cette technique a permis aux chercheurs de remonter le temps jusqu'à 800 millions d'années après le Big Bang.
Les instruments du JWST, notamment la caméra NIRCam et le spectrographe NIRSpec, ont été essentiels pour détecter la signature de l'oxygène doublement ionisé. Cette signature est un indicateur clair de formation stellaire intense, confirmant que ces galaxies naines étaient des acteurs majeurs dans l'éclaircissement de l'Univers.
Une animation montrant l'identification des galaxies naines dans l'amas Pandora.
Crédit: NASA
Les résultats publiés dans Nature Astronomy suggèrent que ces galaxies, bien que petites, étaient suffisamment nombreuses et puissantes pour ioniser l'hydrogène neutre de l'Univers jeune. Cette découverte remet en question les théories précédentes qui attribuaient ce rôle à des galaxies plus massives ou à des quasars.
Aujourd'hui, des galaxies similaires, comme les 'pois verts', sont rares mais connues pour leur forte émission de rayonnement ultraviolet. Si les galaxies primitives fonctionnaient de la même manière, elles auraient pu fournir toute l'énergie nécessaire pour rendre l'Univers transparent à la lumière.
Comment les galaxies naines ont-elles pu influencer l'Univers jeune ?
Les galaxies naines, bien que petites, étaient extrêmement nombreuses dans l'Univers jeune. Leur nombre combiné à leur intense activité de formation d'étoiles leur a permis d'émettre une quantité significative de rayonnement ultraviolet.
Ce rayonnement était suffisamment puissant pour ioniser l'hydrogène neutre qui emplissait l'Univers à cette époque. Ce processus, connu sous le nom de réionisation, a permis à la lumière de voyager librement à travers l'espace, mettant fin aux "âges sombres"
Les observations du télescope James Webb ont confirmé que ces petites galaxies étaient capables de produire plus de rayonnement ultraviolet par unité de masse que les galaxies plus grandes. Cela les rendait particulièrement efficaces pour contribuer à la réionisation.
Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives sur la compréhension de l'évolution de l'Univers et du rôle des différentes populations de galaxies dans cette évolution.