Pendant des années, les astronomes ont travaillé pour reconstituer l’histoire de notre univers, mais les chapitres cruciaux des débuts restaient largement incomplets.
Nos télescopes n’étaient tout simplement pas assez sensibles pour capter ces traces de lumière les plus faibles provenant des confins les plus éloignés de l’univers. Jusqu’à maintenant.
Un nouveau projet collaboratif nommé COSMOS-Web a compilé la carte cosmique la plus complète jamais réalisée, incluant des images de l’univers primitif remontant jusqu’à 13,5 milliards d’années.
En utilisant les données du télescope spatial James Webb (JWST) et son miroir de 6,5 mètres, des scientifiques de l’UC Santa Barbara ont étudié 0,54 degré carré de ciel, ce qui équivaut à la surface de trois pleines lunes vues depuis la Terre. En cartographiant près de 800 000 galaxies, l’ensemble de données COSMOS-Web couvre presque 98 % de l’histoire cosmique.
« Notre objectif était de construire ce champ profond de l’espace sur une échelle physique qui dépasse largement tout ce qui avait été fait auparavant », a déclaré Caitlin Casey, co-responsable de la collaboration COSMOS et professeure de physique à l’UC Santa Barbara.
Grâce au JWST, positionné dans l’espace au-delà de l’atmosphère terrestre, et à sa sensibilité pour capturer ces photons de faible intensité, les chercheurs ont recueilli une vaste quantité de données brutes. Cependant, l’interprétation de ces données brutes a nécessité des connaissances spécialisées et des ordinateurs puissants. L’équipe COSMOS a passé plus de deux ans à transformer ces images brutes en catalogues accessibles et conviviaux.
Ces images interactives sont désormais disponibles et librement accessibles à tous pour exploration. Les utilisateurs peuvent zoomer directement sur les objets pour vérifier leurs propriétés ou rechercher des images pour des objets spécifiques.
« La sensibilité du JWST nous permet de voir des galaxies beaucoup moins lumineuses et plus lointaines que jamais auparavant, nous sommes donc capables de trouver des galaxies dans l’univers très primitif et d’étudier leurs propriétés en détail », a déclaré Jeyhan Kartaltepe, chercheuse principale de COSMOS-Web et professeure au Rochester Institute of Technology. « La qualité des données nous impressionne encore. C’est bien mieux que prévu. »
Ce qui est encore plus intéressant, c’est que les chercheurs ont entrevu 10 fois plus de galaxies que prévu. L’équipe a même rencontré quelques trous noirs supermassifs, précédemment invisibles pour le télescope Hubble. Ces surprises ont soulevé un tas de nouvelles questions sur ce qui se passait dans les premiers centaines de millions d’années de notre univers.
« Depuis que le télescope a été mis en service, nous nous demandons : ‘Ces ensembles de données du JWST remettent-ils en cause le modèle cosmologique ?’ Parce que l’univers produisait trop de lumière trop tôt ; il n’avait que environ 400 millions d’années pour former quelque chose comme un milliard de masses solaires d’étoiles », a expliqué Casey. « Nous ne savons tout simplement pas comment cela a pu se produire. Donc, beaucoup de détails à démêler, et beaucoup de questions sans réponse. »
L’objectif derrière le projet n’est pas seulement de voir les galaxies au début des temps, mais aussi d’avoir une vue plus large de l’environnement qui existait dans les premiers jours. Avec l’ensemble de données entier ouvert au public, l’équipe espère que de nouveaux regards, ainsi que ceux des astronomes diplômés et étudiants, découvriront quelque chose de nouveau et déverrouilleront des indices sur les mystères cosmiques, comme la matière noire et la physique de l’univers primitif.
« La meilleure science est vraiment faite lorsque tout le monde pense différemment au même ensemble de données », a déclaré Casey. « Ce n’est pas seulement pour un groupe de personnes de résoudre les mystères. »
Sources : UC Santa Barbara, Rochester Institute of Technology
