juste pour un télescope aussi puissant que le télescope Subaru, HD1 n’est qu’un grain de lumière – un minuscule grain qui, si c’est ce que nous pensons qu’il est, pourrait révolutionner notre compréhension de l’univers.
la découverte – HD1 est une galaxie candidate — cela signifie que nous pensons que c’est une galaxie, mais nous ne savons pas à 100 % quel type de galaxie. Dans une paire d’articles publiés jeudi dans le Journal astrophysique et le Avis mensuels des lettres de la Royal Astronomical Societyles scientifiques disent que cette galaxie candidate pourrait être l’objet astronomique le plus éloigné que nous ayons jamais vu.
HD1 est si lointain, en fait, qu’il remonte jusqu’à une époque où l’univers avait moins d’un milliard d’années.
La galaxie est étrange – pour quelque chose qui se trouve à 13,5 milliards d’années-lumière, elle est plus brillante qu’elle ne devrait l’être. Pourtant, il pourrait être la clé pour comprendre l’univers primitif, ainsi que les premières étoiles et les premières galaxies.
Il présente un nouveau mystère cosmique à résoudre pour un télescope comme le télescope spatial James Webb ou l’observatoire de rayons X Chandra.
Voici le contexte — En 2021, un groupe d’astronomes a publié un article sur Arxiv.org sur une chasse aux galaxies à décalage vers le rouge élevé. Un décalage vers le rouge élevé fait référence à la façon dont la lumière apparaît dans l’univers – quelque chose présentant un décalage vers le bleu se dirige vers nous, tandis qu’un décalage vers le rouge signifie qu’il s’éloigne de nous. Un objet avec un redshift élevé est loin de nous.
Les chercheurs ont identifié deux galaxies candidates à redshift extrêmement élevé, appelées HD1 et HD2. Pour les trouver, il a fallu 1 200 heures d’observation du ciel à l’aide de quatre puissants observatoires : le télescope Subaru, le télescope VISTA, le télescope infrarouge britannique et le télescope spatial Spitzer.
Si les estimations de distance sont correctes, alors HD1 serait la galaxie la plus éloignée jamais enregistrée et représenterait l’une des premières générations de galaxies dans l’univers. En fait, HD1 et HD2 pourraient faire partie des galaxies qui ont craché de l’hydrogène gazeux ionisé dans le milieu interstellaire, laissant l’espace “clair” tel que nous le voyons aujourd’hui. Avant cette effusion de gaz, l’univers peut être considéré comme plus nuageux et opaque, ce qui signifierait que si quelqu’un était vivant à l’époque, son télescope de jardin serait plus ou moins inutile.
quoi de neuf – Cette prépublication Arxiv est maintenant l’article publié dans Journal astrophysique aujourd’hui. Et dans un article séparé, celui de MNRASles scientifiques tentent de déterminer Quel HD1 ressemble réellement.
Le co-auteur de l’étude, Avi Loeb, astrophysicien de l’Université de Harvard, raconte inverse que HD1 semble être très brillant, ce qui signifie qu’il s’agit probablement de l’une des deux possibilités exceptionnelles : une petite galaxie remplie d’une population d’étoiles brillantes de première génération, ou un trou noir supermassif consommant la matière qui l’entoure.
“Si c’est un trou noir, c’est le plus ancien que nous ayons vu”, dit Loeb.
comment ils ont fait – Loeb et ses collègues ont analysé chaque point de données sur lequel ils pouvaient mettre la main avec HD1. Ils ont découvert que HD1 est très brillante dans le spectre ultraviolet avec un décalage vers le rouge élevé.
La plupart des galaxies après la naissance de l’univers étaient de petites galaxies compactes et naines – une conséquence de leur existence quelques centaines de millions d’années seulement après le Big Bang, lorsque l’univers était plus chaud et plus dense qu’il ne l’est aujourd’hui. Ces petites galaxies étaient également moins brillantes que les galaxies d’aujourd’hui, avec moins de place pour les grosses étoiles lumineuses.
“Parce qu’ils étaient de si faible masse, les effets des étoiles qui s’y formaient auraient pu causer beaucoup de dégâts en expulsant du gaz”, explique Loeb.
HD1 et HD2 sont au redshift 13, ce qui correspond à peu près à 13,5 milliards d’années-lumière ou à seulement 300 millions d’années après la formation de l’univers.
“Si un objet est à un décalage vers le rouge de 13, cela signifie que l’univers était plus petit d’un facteur 14 à l’époque – un ordre de grandeur plus petit”, explique Loeb.
Cela rend la première théorie sur HD1 incroyable, si elle est vraie. Si cette galaxie était en proie à la formation d’étoiles à une époque où ce type d’activité était censé être rare, Loeb soupçonne que nous pourrions bientôt en trouver davantage comme HD1, obligeant les astronomes à repenser certaines de leurs théories sur l’univers primitif.
L’hypothèse du trou noir supermassif n’est pas en reste non plus. On pense que toutes les grandes galaxies ont des trous noirs supermassifs en leur centre, mais la façon dont ces géants se forment est mal comprise. Si HD1 a un trou noir supermassif, alors ce serait probablement un quasar – un trou noir supermassif au centre d’une galaxie dévorant rapidement la matière autour d’elle et l’éjectant ensuite en pleine lumière.
La résolution de ce mystère cosmique est l’endroit où les grands télescopes entrent en jeu.
et après – il y a deux façons de regarder la galaxie candidate qui pourrait dire de quoi il s’agit, dit Loeb.
une: Un télescope à rayons X regarderait HD1 et déterminerait sa production d’énergie. Cela nous renseignerait sur la nature de l’objet et confirmerait s’il s’agit d’un trou noir. Loeb dit que l’observatoire à rayons X Chandra de la NASA et l’explorateur de polarimétrie par rayons X Imaging récemment lancé seraient en mesure de déterminer ces détails.
deux: Le télescope spatial James Webb est équipé pour observer l’univers primitif. Il pourrait être en mesure d’observer HD1 et d’autres galaxies candidates à décalage vers le rouge élevé et d’avoir une idée de leurs spectres. Cela pourrait donner des indices sur sa structure – s’il reste une source ponctuelle unique, il s’agit très probablement d’un quasar brillant au lieu d’une galaxie remplie d’étoiles.
En supposant que ces observations confirment la théorie du trou noir supermassif, la luminosité du quasar peut également en dire long sur la masse du trou noir. Si la théorie des galaxies remplies d’étoiles tient bon, nous pouvons faire une « pesée » similaire et déduire le nombre d’étoiles qu’il faudrait contenir pour émettre la lumière que nous voyons aujourd’hui.
Étant donné que Webb se prépare à révéler l’univers de manière sans précédent, il se peut qu’il examine de plus près HD1 très bientôt – et ce qu’il révèle pourrait être une pièce de puzzle majeure pour révéler la véritable nature de l’univers primitif.