17.2 C
Bruxelles
Tuesday, Octobre 4, 2022

Le télescope Webb de la NASA pour percer les secrets de l'univers primitif

AVIS DE NON-RESPONSABILITÉ : Les informations et opinions reproduites dans les articles sont celles de ceux qui les énoncent et relèvent de leur propre responsabilité. La publication dans The European Times ne signifie pas automatiquement l'approbation du point de vue, mais le droit de l'exprimer.

Plus de l'auteur

Étape majeure pour le télescope spatial romain révolutionnaire de la NASA

Étape majeure pour le télescope spatial romain révolutionnaire de la NASA

Télescope spatial romain

Le Space Telescope Science Institute accueillera le centre d'opérations scientifiques et d'archives de données de Roman Le télescope spatial Nancy Grace Roman de la NASA vient de terminer avec succès le...

Le poste Étape majeure pour le télescope spatial romain révolutionnaire de la NASA apparaît en premier sur SciTechDaily.

Le télescope spatial Webb de la NASA pour sonder le royaume extérieur des systèmes exoplanétaires et rechercher de nouveaux mondes

Le télescope spatial Webb de la NASA pour sonder le royaume extérieur des systèmes exoplanétaires, chasser...

Étoile HR 8799

Webb de la NASA étudiera les jeunes exoplanètes sur le bord Webb sondera le domaine extérieur des systèmes exoplanétaires, en enquêtant sur des planètes connues et en recherchant de nouvelles...

Le poste Le télescope spatial Webb de la NASA pour sonder le royaume extérieur des systèmes exoplanétaires et rechercher de nouveaux mondes apparaît en premier sur SciTechDaily.

Le télescope Webb de la NASA remontera dans le temps et utilisera des quasars pour percer les secrets de l'univers primitif

C'est le concept d'un artiste d'une galaxie avec un quasar brillant en son centre. Un quasar est un trou noir supermassif très brillant, distant et actif qui fait des millions à des milliards de fois la masse du Soleil. Parmi les objets les plus brillants de l'univers, la lumière d'un quasar surpasse celle de toutes les étoiles de sa galaxie hôte combinées. Les quasars se nourrissent de la matière qui tombe et libèrent des torrents de vents et de radiations, façonnant les galaxies dans lesquelles ils résident. En utilisant les capacités uniques de Webb, les scientifiques étudieront six des quasars les plus éloignés et les plus lumineux de l'univers. Crédit : NASA, ESA et J. Olmsted (STScI)

En regardant dans le temps, Webb verra les quasars tels qu'ils sont apparus il y a des milliards d'années

Éclipsant toutes les étoiles de leurs galaxies hôtes combinées, les quasars sont parmi les objets les plus brillants de l'univers. Ces trous noirs supermassifs brillants, distants et actifs façonnent les galaxies dans lesquelles ils résident. Peu de temps après son lancement, les scientifiques utiliseront Webb pour étudier six des quasars les plus éloignés et les plus lumineux, ainsi que leurs galaxies hôtes, dans le très jeune univers. Ils examineront le rôle joué par les quasars dans l'évolution des galaxies au cours de ces premiers temps. L'équipe utilisera également les quasars pour étudier le gaz dans l'espace entre les galaxies dans l'univers naissant. Ce n'est qu'avec l'extrême sensibilité de Webb aux faibles niveaux de lumière et sa superbe résolution angulaire que cela sera possible.

Les quasars sont des trous noirs supermassifs très brillants, distants et actifs qui sont des millions à des milliards de fois la masse du Soleil. Généralement situés au centre des galaxies, ils se nourrissent de la matière qui tombe et libèrent de fantastiques torrents de rayonnement. Parmi les objets les plus brillants de l'univers, la lumière d'un quasar surpasse celle de toutes les étoiles de sa galaxie hôte combinées, et ses jets et ses vents façonnent la galaxie dans laquelle il réside.

Peu de temps après son lancement plus tard cette année, une équipe de scientifiques entraînera le télescope spatial James Webb de la NASA sur six des quasars les plus éloignés et les plus lumineux. Ils étudieront les propriétés de ces quasars et de leurs galaxies hôtes, et comment ils sont interconnectés au cours des premières étapes de l'évolution des galaxies au tout début de l'univers. L'équipe utilisera également les quasars pour examiner le gaz dans l'espace entre les galaxies, en particulier pendant la période de réionisation cosmique, qui s'est terminée lorsque l'univers était très jeune. Ils y parviendront en utilisant l'extrême sensibilité de Webb aux faibles niveaux de lumière et sa superbe résolution angulaire.

Cosmic Reionization Infographic Crop 777x916 1 - Le télescope Webb de la NASA pour percer les secrets de l'univers primitif

(Cliquez sur l'image pour voir l'infographie complète.) Il y a plus de 13 milliards d'années, à l'ère de la réionisation, l'univers était un endroit très différent. Le gaz entre les galaxies était largement opaque à la lumière énergétique, ce qui rendait difficile l'observation des jeunes galaxies. Qu'est-ce qui a permis à l'univers de devenir complètement ionisé ou transparent, conduisant finalement aux conditions "claires" détectées dans une grande partie de l'univers aujourd'hui ? Le télescope spatial James Webb scrutera profondément l'espace pour recueillir plus d'informations sur les objets qui existaient pendant l'ère de la réionisation afin de nous aider à comprendre cette transition majeure dans l'histoire de l'univers. Crédit : NASA, ESA et J. Kang (STScI)

Webb : Visiter le jeune univers

Alors que Webb scrute profondément l'univers, il regardera en arrière dans le temps. La lumière de ces quasars lointains a commencé son voyage vers Webb alors que l'univers était très jeune et a mis des milliards d'années à arriver. Nous verrons les choses comme elles étaient il y a longtemps, pas comme elles sont aujourd'hui.

« Tous ces quasars que nous étudions existaient très tôt, lorsque l'univers avait moins de 800 millions d'années, soit moins de 6 % de son âge actuel. Ces observations nous donnent donc l'opportunité d'étudier l'évolution des galaxies et la formation et l'évolution des trous noirs supermassifs à ces temps très anciens », a expliqué Santiago Arribas, membre de l'équipe, professeur de recherche au Département d'astrophysique du Centre d'astrobiologie de Madrid, Espagne. Arribas est également membre de l'équipe scientifique des instruments de spectrographe dans le proche infrarouge (NIRSpec) de Webb.

Qu'est-ce que Cosmological Redshift Crop 777x590 1 - Le télescope Webb de la NASA pour percer les secrets de l'univers primitif

(Cliquez sur l'image pour voir l'infographie complète.) L'univers est en expansion, et cette expansion étire la lumière voyageant à travers l'espace dans un phénomène connu sous le nom de redshift cosmologique. Plus le redshift est grand, plus la distance parcourue par la lumière est grande. En conséquence, des télescopes avec des détecteurs infrarouges sont nécessaires pour voir la lumière des premières galaxies les plus éloignées. Crédit : NASA, ESA, ET L. Hustak (STSci)

La lumière de ces objets très éloignés a été étirée par l'expansion de l'espace. C'est ce qu'on appelle le redshift cosmologique. Plus la lumière doit voyager loin, plus elle est décalée vers le rouge. En fait, la lumière visible émise au début de l'univers est tellement étirée qu'elle est décalée dans l'infrarouge lorsqu'elle nous parvient. Avec sa suite d'instruments à réglage infrarouge, Webb est parfaitement adapté à l'étude de ce type de lumière.

Étudier les quasars, leurs galaxies et environnements hôtes, et leurs puissants flux sortants

Les quasars que l'équipe étudiera sont non seulement parmi les plus éloignés de l'univers, mais aussi parmi les plus brillants. Ces quasars ont généralement les masses de trous noirs les plus élevées, et ils ont également les taux d'accrétion les plus élevés - les taux auxquels la matière tombe dans les trous noirs.

"Nous sommes intéressés par l'observation des quasars les plus lumineux car la très grande quantité d'énergie qu'ils génèrent au niveau de leurs noyaux devrait entraîner le plus grand impact sur la galaxie hôte par des mécanismes tels que la sortie et le chauffage des quasars", a déclaré Chris. Willott, chercheur au Centre de recherche en astronomie et astrophysique Herzberg du Conseil national de recherches du Canada (CNRC) à Victoria, en Colombie-Britannique. Willott est également le scientifique du projet Webb de l'Agence spatiale canadienne. "Nous voulons observer ces quasars au moment où ils ont le plus grand impact sur leurs galaxies hôtes."

Une énorme quantité d'énergie est libérée lorsque la matière est accrétée par le trou noir supermassif. Cette énergie chauffe et pousse le gaz environnant vers l'extérieur, générant de forts écoulements qui traversent l'espace interstellaire comme un tsunami, faisant des ravages sur la galaxie hôte.

Observez les jets et les vents d'un trou noir supermassif affecter sa galaxie hôte et l'espace à des centaines de milliers d'années-lumière pendant des millions d'années. Crédit : NASA, ESA et L. Hustak (STScI)

Les écoulements jouent un rôle important dans l'évolution des galaxies. Le gaz alimente la formation d'étoiles, donc lorsque le gaz est éliminé en raison des écoulements, le taux de formation d'étoiles diminue. Dans certains cas, les flux sortants sont si puissants et expulsent de si grandes quantités de gaz qu'ils peuvent complètement arrêter la formation d'étoiles dans la galaxie hôte. Les scientifiques pensent également que les écoulements sont le principal mécanisme par lequel le gaz, la poussière et les éléments sont redistribués sur de grandes distances dans la galaxie ou peuvent même être expulsés dans l'espace entre les galaxies - le milieu intergalactique. Cela peut provoquer des changements fondamentaux dans les propriétés de la galaxie hôte et du milieu intergalactique.

Examen des propriétés de l'espace intergalactique à l'ère de la réionisation

Il y a plus de 13 milliards d'années, lorsque l'univers était très jeune, la vue était loin d'être claire. Le gaz neutre entre les galaxies a rendu l'univers opaque à certains types de lumière. Pendant des centaines de millions d'années, le gaz neutre du milieu intergalactique s'est chargé ou ionisé, le rendant transparent à la lumière ultraviolette. Cette période est appelée l'ère de la réionisation. Mais qu'est-ce qui a conduit à la réionisation qui a créé les conditions « claires » détectées dans une grande partie de l'univers aujourd'hui ? Webb scrutera profondément dans l'espace pour recueillir plus d'informations sur cette transition majeure dans l'histoire de l'univers. Les observations nous aideront à comprendre l'ère de la réionisation, qui est l'une des frontières clés de l'astrophysique.

L'équipe utilisera des quasars comme sources de lumière de fond pour étudier le gaz entre nous et le quasar. Ce gaz absorbe la lumière du quasar à des longueurs d'onde spécifiques. Grâce à une technique appelée spectroscopie d'imagerie, ils rechercheront des raies d'absorption dans le gaz intermédiaire. Plus le quasar est brillant, plus ces caractéristiques de raies d'absorption seront fortes dans le spectre. En déterminant si le gaz est neutre ou ionisé, les scientifiques apprendront à quel point l'univers est neutre et dans quelle mesure ce processus de réionisation s'est produit à ce moment précis.

Le télescope spatial James Webb utilisera un instrument innovant appelé unité de champ intégrale (IFU) pour capturer des images et des spectres en même temps. Cette vidéo donne un aperçu de base du fonctionnement de l'IFU. Crédit : NASA, ESA, CSA et L. Hustak (STScI)

« Si vous voulez étudier l'univers, vous avez besoin de sources d'arrière-plan très lumineuses. Un quasar est l'objet parfait dans l'univers lointain, car il est suffisamment lumineux pour que nous puissions très bien le voir », a déclaré Camilla Pacifici, membre de l'équipe, qui est affiliée à l'Agence spatiale canadienne mais travaille comme scientifique des instruments au Space Telescope Science Institute. à Baltimore. "Nous voulons étudier l'univers primitif parce que l'univers évolue, et nous voulons savoir comment il a commencé."

L'équipe analysera la lumière provenant des quasars avec NIRSpec pour rechercher ce que les astronomes appellent des «métaux», qui sont des éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium. Ces éléments se sont formés dans les premières étoiles et les premières galaxies et expulsés par les écoulements. Le gaz se déplace hors des galaxies dans lesquelles il se trouvait à l'origine et dans le milieu intergalactique. L'équipe prévoit de mesurer la génération de ces premiers "métaux", ainsi que la manière dont ils sont expulsés dans le milieu intergalactique par ces premiers écoulements.

Le pouvoir de Webb

Webb est un télescope extrêmement sensible capable de détecter de très faibles niveaux de lumière. C'est important, car même si les quasars sont intrinsèquement très brillants, ceux que cette équipe va observer font partie des objets les plus éloignés de l'univers. En fait, ils sont si éloignés que les signaux que Webb recevra sont très, très faibles. Ce n'est qu'avec l'exquise sensibilité de Webb que cette science peut être accomplie. Webb offre également une excellente résolution angulaire, permettant de démêler la lumière du quasar de sa galaxie hôte.

Les programmes de quasars décrits ici sont Observations en temps garanti impliquant les capacités spectroscopiques de NIRSpec.

Le télescope spatial James Webb sera le premier observatoire mondial des sciences spatiales lors de son lancement en 2021. Webb résoudra les mystères de notre système solaire, regardera au-delà des mondes lointains autour d'autres étoiles et sondera les structures mystérieuses et les origines de notre univers et de notre place dedans. Webb est un programme international mené par la NASA avec ses partenaires, l'ESA (Agence spatiale européenne) et l'Agence spatiale canadienne.

- Publicité -
- CONTENU EXCLUSIF -spot_img
- Publicité -
- Publicité - spot_img

Doit lire

Derniers articles