Le télescope spatial Webb révèle des détails étonnants dans une collection de galaxies

L’astronome Rafael Bachiller nous révèle dans cette série les phénomènes les plus spectaculaires du Cosmos. Des sujets de recherche passionnants, d’aventures astronomiques et d’actualités scientifiques sur l’Univers analysés en profondeur.

Le télescope spatial James Webb continue de renvoyer des données extraordinaires. Une série d’études vient d’être publiée avec des images de plusieurs galaxies spirales très conçues qui révèlent des détails surprenants.

étoiles et nuages

Le télescope spatial James Webb a jeté son dévolu sur 19 galaxies spirales et les images obtenues dans le moyen et le proche infrarouge nous laissent fascinés. Ce sont des galaxies spirales de grande conception, c’est-à-dire qu’elles ont des bras très bien définis remplis d’étoiles. D’innombrables filaments de gaz et de poussière peuplent et interconnectent ces grands bras spiraux et la lumière infrarouge nous permet également d’observer clairement la région centrale des galaxies, où apparaissent des amas denses d’étoiles massives et, dans certains cas, des trous noirs supermassifs.

Les images font partie d’un grand projet international appelé PHANGS (Physics at High Angular résolution in Near GalaxieS), qui comprend l’observation avec plusieurs télescopes : outre le Webb, des données ont été prises dans le visible avec Hubble, avec la radio géante ALMA. télescope et avec les télescopes européens VLT dans le désert d’Atacama.

Les données désormais collectées par Webb sont particulièrement nouvelles car elles nous montrent des détails qui ne peuvent être vus que dans l’infrarouge. Les images qui illustrent cet article combinent des données prises avec la caméra proche infrarouge (NIRCam), avec laquelle on peut voir des millions d’étoiles apparaissant dans des tons bleus, et avec la caméra infrarouge moyen (MIRI) qui trace de grandes masses dans des tons rougeâtres. … de gaz et de poussières qui peuplent l’espace interstellaire.

Bulles

Les données infrarouge moyen révèlent que les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), des molécules complexes semblables à certains goudrons, sont abondants dans ces nuages. L’émission de ces molécules marque, de manière très précise, les sites les plus actifs de formation d’étoiles. Les étoiles nouveau-nées apparaissent en rouge vif.

En plus de la structure filamenteuse complexe des bras spiraux et des vrilles qui les relient entre eux, de grands vides sombres et circulaires ressortent sur ces images. Ils se distinguent bien dans la partie supérieure de la diagonale de la figure ci-jointe (la partie inférieure est l’image prise par Hubble en lumière visible). Ce sont de grosses bulles sphériques créées par des explosions de supernova. En effet, nous savons que ces explosions créent une couche en expansion qui sépare l’environnement stellaire de l’environnement, créant ainsi ces bulles fantastiques.

Particulièrement intéressant dans la galaxie NGC628, où l’astronome Elizabeth Watkins (Université de Heidelberg) a pu cataloguer 1 694 de ces bulles de tailles très différentes (avec des rayons compris entre 20 et 1800 années-lumière). De plus, il a découvert qu’un tiers des plus grosses bulles présentent sur leurs bords d’autres bulles plus petites. Cela confirme que l’explosion de grandes supernovae déclenche la formation contagieuse d’autres étoiles massives à proximité de l’explosion.

Au fur et à mesure que la bulle de la première supernova se dilate, elle comprime les nuages ​​​​de gaz et de poussière dans son environnement et dans ce gaz comprimé, des densités suffisantes sont atteintes pour former de nouvelles générations d’étoiles. Ces dernières vivront et créeront de nouvelles supernovas et bulles qui, au moment où nous les observons, seront plus petites que la supernova de première génération.

Barras

Les images Webb sont également particulièrement intéressantes pour révéler les propriétés des barres existant dans certaines de ces galaxies. Les deux tiers des galaxies spirales pourraient être interdites et, très probablement, des observations récentes indiquent que notre propre Voie lactée possède également une barre dans sa région centrale.

Étant immergés dans le plan de notre galaxie, nous ne pouvons pas observer sa structure en détail. Cependant, en observant d’autres galaxies spirales depuis la nôtre, avec et sans barres, on peut en déduire les propriétés de la Voie Lactée avec pour objectif ultime de comprendre comment il s’est formé et comment il évolue.

Vision panchromatique

Grâce à leurs superbes designs et leurs orientations favorables (beaucoup d’entre eux sont visibles de face), nous pouvons observer tous les détails de ces 19 galaxies. Ils sont donc idéaux pour étudier tous les phénomènes physiques responsables de la formation et de l’évolution des galaxies spirales, comme la propagation des ondes de densité responsables de la formation des bras.

Comme l’illustrent les figures ci-jointes, Hubble nous propose une vision complémentaire à celle de Webb. Dans la lumière visible et ultraviolette capturée par Hubble, se détachent les zones dominées par la formation d’étoiles, où de jeunes étoiles massives ionisent l’hydrogène, formant les régions dites HII. Au lieu de cela, les images Webb mettent en évidence la présence de gaz froids et de poussières dans les zones où de nouvelles générations d’étoiles pourraient se former à l’avenir. Ainsi, la combinaison de toutes les données, celles de Hubble et Webb, nous offre une vision panchromatique qui révèle toutes les facettes de ces grandes galaxies.

Les premiers résultats du projet Phangs obtenus avec le Webb ont été publiés dans une série d’articles rassemblés dans un numéro spécial du prestigieux magazine Les lettres du journal astrophysique . L’article de Watkins et collaborateurs sur les bulles de NGC628 peut être consulté ici . Les images haute résolution des 19 galaxies trouvées dans ce lien.

Rafael Bachiller est directeur du Observatoire Astronomique National (Institut Géographique National) et universitaire de Académie royale des médecins d’Espagne.