Le télescope Webb détecte des molécules organiques dans une galaxie lointaine

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Les astronomes ont détecté les molécules organiques connues les plus éloignées de l'univers à l'aide du télescope spatial James Webb. C'est la première fois que Webb détecte des molécules complexes dans l'univers lointain.

Les molécules complexes ont été trouvées dans une galaxie connue sous le nom de SPT0418-47, située à plus de 12 milliards d'années-lumière.

La découverte met en lumière les interactions chimiques qui se sont produites dans les premières galaxies de l'univers et leur relation avec la formation des étoiles.

Sur Terre, les molécules, appelées hydrocarbures aromatiques polycycliques, se retrouvent dans la fumée, la suie, le smog, les gaz d'échappement des moteurs et les incendies de forêt.

La base des molécules organiques est le carbone, considéré comme l'un des éléments constitutifs de la vie car c'est un élément clé des acides aminés, qui forment les protéines.

Une étude détaillant les résultats a été publiée lundi dans la revue Nature.

La lumière de la galaxie poussiéreuse a commencé à traverser le cosmos alors que l'univers avait moins de 1,5 milliard d'années, soit seulement 10 % de son âge actuel de 13,8 milliards d'années. La galaxie a été repérée pour la première fois en 2013 par le télescope du pôle Sud de la National Science Foundation. D'autres observatoires, comme le télescope spatial Hubble et l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array au Chili, l'ont observé depuis.

Mais les capacités infrarouges du télescope Webb, qui peuvent voir la lumière invisible à l'œil humain et regarder à travers la poussière cosmique, ont permis de capturer de nouveaux détails sur la galaxie. Et l'observatoire spatial a reçu un coup de main d'un phénomène appelé lentille gravitationnelle.

"Ce grossissement se produit lorsque deux galaxies sont presque parfaitement alignées du point de vue de la Terre, et que la lumière de la galaxie d'arrière-plan est déformée et agrandie par la galaxie de premier plan en une forme annulaire, connue sous le nom d'anneau d'Einstein", a déclaré le co-auteur de l'étude Joaquin Vieira, professeur d'astronomie et de physique à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign, dans un communiqué.

La lentille gravitationnelle a été initialement prédite dans la théorie de la relativité d'Albert Einstein.

"En combinant les incroyables capacités de Webb avec une" loupe cosmique "naturelle, nous avons pu voir encore plus de détails que nous ne le pouvions autrement", a déclaréL'auteur principal de l'étude, Justin Spilker, professeur adjoint de physique et d'astronomie à la Texas A&M University, dans un communiqué.

"Ce niveau de grossissement est en fait ce qui nous a incités à regarder cette galaxie avec Webb en premier lieu, car il nous permet vraiment de voir tous les détails riches de ce qui constitue une galaxie dans l'univers primitif que nous ne pourrions jamais faire autrement", a déclaré Spilker, qui est également membre du Texas A&M George P. et Cynthia Woods Mitchell Institute for Fundamental Physics and Astronomy.

Les astronomes ont repéré la signature des molécules organiques lors d'une analyse minutieuse des données de Webb. Les molécules sont communes dans l'espace.

Ici sur Terre, ils font partie des émissions d'hydrocarbures cancérigènes qui contribuent à la pollution atmosphérique de la planète.

Auparavant, les astronomes pensaient que les hydrocarbures aromatiques polycycliques étaient un signe de formation d'étoiles car ils avaient observé les grosses molécules près de jeunes étoiles brillantes. Mais les données de Webb ont révélé que la présence de ces molécules n'était peut-être pas un indicateur de la naissance d'étoiles dans les premiers jours de l'univers.

"Grâce aux images haute définition de Webb, nous avons trouvé de nombreuses régions avec de la fumée mais pas de formation d'étoiles, et d'autres avec de nouvelles étoiles en formation mais pas de fumée", a déclaré Spilker.

Cette découverte inattendue aide les astronomes à rassembler des réponses à certaines des questions persistantes sur le début de l'univers.

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"Des découvertes comme celle-ci sont précisément ce pour quoi Webb a été conçu : comprendre les premières étapes de l'univers de manière nouvelle et passionnante", a déclaré le co-auteur de l'étude, Kedar Phadke, doctorant en astronomie à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign, dans un communiqué. "C'est incroyable que nous puissions identifier des molécules à des milliards d'années-lumière que nous connaissons ici sur Terre, même si elles se manifestent d'une manière que nous n'aimons pas, comme le smog et la fumée. C'est aussi une déclaration puissante sur les incroyables capacités de Webb que nous n'avons jamais eues auparavant."

Les chercheurs sont impatients d'étendre davantage les capacités de Webb à l'avenir alors qu'ils recherchent des galaxies encore plus éloignées.

"Maintenant que nous avons montré que c'est possible pour la première fois, nous sommes impatients d'essayer de comprendre s'il est vraiment vrai que là où il y a de la fumée, il y a du feu", a déclaré Spilker. "Peut-être que nous pourrons même trouver des galaxies si jeunes que des molécules complexes comme celles-ci n'ont pas encore eu le temps de se former dans le vide de l'espace, donc les galaxies sont toutes du feu et pas de fumée. La seule façon de savoir avec certitude est de regarder plus de galaxies, espérons-le encore plus loin que celle-ci."