Webb de la NASA décrit une structure stupéfiante dans 19 galaxies spirales proches

Il est si facile d’être absolument fasciné par ces galaxies spirales. Suivez leurs bras clairement définis, qui regorgent d’étoiles, jusqu’à leurs centres, où se trouvent peut-être d’anciens amas d’étoiles et – parfois – des trous noirs supermassifs actifs. Seul le télescope spatial James Webb de la NASA peut fournir des scènes très détaillées de galaxies proches dans une combinaison de lumière infrarouge proche et moyen – et une série de ces images a été rendue publique aujourd’hui.

Ces images Webb font partie d’un vaste projet de longue date, le programme PHANGS (Physics at High Angular resolution in Near Near GalaxieS), soutenu par plus de 150 astronomes dans le monde. Avant que Webb ne prenne ces images, PHANGS regorgeait déjà de données provenant du télescope spatial Hubble de la NASA, de l’explorateur spectroscopique multi-unités du Very Large Telescope de l’Observatoire européen austral et du grand réseau millimétrique/submillimétrique d’Atacama, y ​​compris des observations dans la lumière ultraviolette, visible et radio. . Les contributions de Webb dans l’infrarouge proche et moyen ont fourni plusieurs nouvelles pièces de puzzle.

« Les nouvelles images de Webb sont extraordinaires », a déclaré Janice Lee, scientifique du projet pour les initiatives stratégiques au Space Telescope Science Institute de Baltimore. « Ils sont époustouflants, même pour les chercheurs qui étudient ces mêmes galaxies depuis des décennies. Les bulles et les filaments sont résolus jusqu’aux plus petites échelles jamais observées et racontent une histoire sur le cycle de formation des étoiles.

L’enthousiasme s’est rapidement répandu au sein de l’équipe à mesure que les images Webb affluaient. « J’ai l’impression que notre équipe vit dans un état constant de submersion – de manière positive – par la quantité de détails contenus dans ces images », a ajouté Thomas Williams, chercheur postdoctoral. à l’Université d’Oxford au Royaume-Uni.

Suivez les bras en spirale

La NIRCam (Near-Infrared Camera) de Webb a capturé des millions d’étoiles dans ces images, qui scintillent dans des tons bleus. Certaines étoiles sont réparties dans les bras spiraux, mais d’autres sont regroupées étroitement en amas d’étoiles.

Les données MIRI (Mid-Infrared Instrument) du télescope mettent en évidence la poussière rougeoyante, nous montrant où elle se trouve autour et entre les étoiles. Il met également en lumière les étoiles qui ne sont pas encore complètement formées – elles sont encore enfermées dans le gaz et la poussière qui nourrissent leur croissance, comme des graines rouge vif au sommet de pics poussiéreux. « C’est là que nous pouvons trouver les étoiles les plus récentes et les plus massives des galaxies », a déclaré Erik Rosolowsky, professeur de physique à l’Université de l’Alberta à Edmonton, au Canada.

Autre chose qui a étonné les astronomes ? Les images de Webb montrent de grandes coquilles sphériques dans le gaz et la poussière. « Ces trous pourraient avoir été créés par une ou plusieurs étoiles qui ont explosé, creusant des trous géants dans la matière interstellaire », a expliqué Adam Leroy, professeur d’astronomie à l’Ohio State University à Columbus.

Maintenant, tracez les bras spiraux pour trouver des régions étendues de gaz qui apparaissent en rouge et orange. « Ces structures ont tendance à suivre le même schéma dans certaines parties des galaxies », a ajouté Rosolowsky. « Nous les considérons comme des vagues, et leur espacement nous en dit long sur la façon dont une galaxie distribue son gaz et sa poussière. » L’étude de ces structures fournira des informations clés sur la manière dont les galaxies construisent, maintiennent et arrêtent la formation d’étoiles.

Plongez dans l’intérieur

Les preuves montrent que les galaxies se développent de l’intérieur vers l’extérieur : la formation des étoiles commence au cœur des galaxies et s’étend le long de leurs bras, en s’éloignant du centre en spirale. Plus une étoile est éloignée du noyau de la galaxie, plus elle est susceptible d’être jeune. En revanche, les zones proches des noyaux qui semblent éclairées par un projecteur bleu sont des populations d’étoiles plus anciennes.

Qu’en est-il des noyaux de galaxies inondés de pointes de diffraction roses et rouges ? « C’est un signe clair qu’il pourrait y avoir un trou noir supermassif actif », a déclaré Eva Schinnerer, scientifique à l’Institut Max Planck d’astronomie d’Heidelberg, en Allemagne. « Ou bien, les amas d’étoiles vers le centre sont si brillants qu’ils ont saturé cette zone de l’image. »

Des recherches à profusion

Il existe de nombreuses voies de recherche que les scientifiques peuvent commencer à explorer avec les données combinées de PHANGS, mais le nombre sans précédent d’étoiles résolues par Webb constitue un excellent point de départ. « Les étoiles peuvent vivre des milliards, voire des milliards d’années », a déclaré Leroy. « En cataloguant avec précision tous les types d’étoiles, nous pouvons construire une vision plus fiable et plus globale de leurs cycles de vie. »

En plus de publier immédiatement ces images, l’équipe PHANGS a également publié le plus grand catalogue à ce jour, comprenant environ 100 000 amas d’étoiles. « La quantité d’analyses qui peuvent être effectuées avec ces images est bien plus grande que tout ce que notre équipe pourrait gérer », a souligné Rosolowsky. « Nous sommes ravis de soutenir la communauté afin que tous les chercheurs puissent contribuer. »

Ne manquez pas les images ci-dessous : les images de Webb sont divisées avec celles des mêmes galaxies prises par le télescope spatial Hubble de la NASA.

Le télescope spatial James Webb est le premier observatoire scientifique spatial au monde. Webb résout les mystères de notre système solaire, regarde au-delà des mondes lointains autour d’autres étoiles et sonde les structures et origines mystérieuses de notre univers et la place que nous y occupons. Webb est un programme international dirigé par la NASA avec ses partenaires, l’ESA (Agence spatiale européenne) et l’Agence spatiale canadienne.