Le télescope spatial James Webb (JWST) a détecté pour la première fois des molécules organiques dans une galaxie lointaine dont la lumière voyage vers la Terre depuis 12 milliards d'années. La découverte est rapportée dans un article publié dans la revue Nature.

Une équipe internationale d'astronomes dirigée par des scientifiques de l'Université de l'Illinois a fait des observations de la galaxie SPT0418-47, qui, en raison de sa grande distance, donne l'impression que l'âge de l'univers était inférieur à 1,5 milliard d'années. Il est clairement visible en raison du phénomène de lentille gravitationnelle, lorsqu'un grand objet (par exemple, une galaxie massive proche de nous) se plie et amplifie la lumière d'un objet d'arrière-plan. Dans ce cas, la lentille agrandit SPT0418-47 d'environ 30 à 35 fois, mais le plie sous la forme de ce que l'on appelle l'anneau d'Einstein.

SPT0418-47, découvert pour la première fois par le télescope du pôle Sud de la National Science Foundation, est enveloppé de poussière cosmique et n'est donc visible que dans le spectre infrarouge, car les grosses particules absorbent le rayonnement ultraviolet des étoiles et émettent de l'énergie sous forme d'ondes électromagnétiques infrarouges. Compte tenu de l'éloignement de la galaxie, il est presque impossible d'observer avec des instruments au sol, qui sont incapables de discerner les étoiles dans le nuage de poussière.

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Les données spectroscopiques obtenues par JWST montrent que le gaz interstellaire dans SPT0418-47 est enrichi en éléments lourds. Cela signifie que plusieurs générations d'étoiles ont réussi à changer, puisque les toutes premières étoiles ne pouvaient initialement être constituées que d'hydrogène et d'hélium, mais ont progressivement produit des éléments plus lourds soit à la suite de réactions thermonucléaires dans les profondeurs, soit à la suite d'explosions de supernova.

Comme le notent les auteurs, la haute sensibilité du JWST permet d'observer la composition atomique et moléculaire des galaxies lointaines, fournissant aux scientifiques des informations sur leur formation, leur cycle de vie et leur développement. Ainsi, dans le spectre infrarouge de la galaxie, des caractéristiques ont été remarquées qui indiquent l'existence d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). La lumière totale réémise par les molécules de HAP correspond à la prédominance de la formation d'étoiles (plutôt que de l'accrétion autour des trous noirs) dans l'émission infrarouge de toute la galaxie.

De plus, la lumière des molécules de HAP, de la poussière chaude, des gros grains de poussière et des étoiles diffère dans l'espace. Cela indique soit que les petits et les gros grains de poussière ne sont pas situés ensemble à l'intérieur de la galaxie, soit qu'il existe de grandes variations dans l'échauffement des grains de poussière par le rayonnement UV local. D'autres observations avec le JWST devraient aider à répondre à la question de savoir si de tels décalages spatiaux sont une caractéristique commune des galaxies à décalage vers le rouge élevé.