La première image en champ profond de l’univers prise par le télescope spatial James Webb (JWST) a permis aux scientifiques d’étudier la faible lumière fantomatique des étoiles orphelines intergalactiques dans les amas de galaxies.
Ces étoiles ne sont pas gravitationnellement liées aux galaxies, elles sont éloignées de leurs foyers et entraînées dans l’espace intergalactique par les énormes forces de marée générées entre les galaxies en amas. La lumière de ces orphelins stellaires est appelée lumière intracluster et elle est si faible qu’elle n’a qu’un pour cent de la luminosité du ciel le plus sombre à voir un terrain.
L’étude de cette lumière fantomatique provenant d’étoiles orphelines révèle non seulement comment se forment les amas de galaxies, mais cela pourrait donner aux scientifiques des indices sur les propriétés de matière noirela substance mystérieuse qui représente environ 85% de la masse de l’univers.
La matière noire n’interagit pas avec la lumière, ce qui signifie que les scientifiques savent que ce n’est pas comme la matière de tous les jours dont elle est faite protons Et le neutrons. Son existence ne peut actuellement être déduite que de ses interactions gravitationnelles, qui empêchent littéralement les étoiles et les planètes des galaxies de s’envoler.
Le JWST voit l’univers en lumière infrarouge, les fréquences du rayonnement électromagnétique qui permettent aux astronomes de voir les amas de galaxies différemment de ceux représentés en lumière visible.
La netteté des images infrarouges de JWST a permis aux chercheurs de l’Institut d’astronomie des îles Canaries (IAC) Mireia Montes et Ignacio Trujillo d’étudier la lumière à l’intérieur de l’amas de galaxies SMACS-J0723.3-7327 à un niveau de détail sans précédent.
Cette netteté provient du fait que les images JWST de SMACS-J0723.3-7327, situées à environ 4 milliards d’années-lumière de la Terre dans la constellation de Phulan, sont deux fois plus profondes que les observations du même groupe précédemment prises par Le télescope spatial Hubble.
a déclaré le premier auteur de recherche Montes V déclaration (Ouvre dans un nouvel onglet). « Cela nous permettra d’étudier des amas de galaxies beaucoup plus éloignés et de manière beaucoup plus détaillée. »
L’étude de cette faible lumière à l’intérieur de l’amas nécessite plus que la puissance d’observation de JWST, ce qui signifie que l’équipe doit également développer de nouvelles techniques d’analyse d’images. « Dans ce travail, nous devions effectuer un traitement supplémentaire des images JWST pour pouvoir étudier la lumière à l’intérieur du cluster, car il s’agit d’une structure allongée faible », a expliqué Montes dans le communiqué. « C’était essentiel pour éviter les biais dans nos mesures. »
Les données obtenues par les scientifiques sont une preuve frappante du potentiel de la lumière au sein d’un amas pour révéler les processus à l’origine de la formation de la structure dans les amas de galaxies.
« Lors de l’analyse de cette lumière diffusée, nous avons constaté que les parties internes de l’amas sont formées par la fusion de galaxies massives, tandis que les parties externes sont causées par l’accumulation de galaxies similaires à la nôtre. » Voie Lactéedit Montes.
De plus, comme les étoiles au sein de l’amas suivent l’influence gravitationnelle de l’amas dans son ensemble plutôt que celle des galaxies individuelles, la lumière de ces orphelins stellaires offre un excellent moyen d’étudier la distribution de la matière noire dans ces amas.
« Le test JWST nous permettra de caractériser la distribution de la matière noire dans ces structures massives avec une précision sans précédent, et de faire la lumière sur leur nature fondamentale », a ajouté Trujillo, deuxième auteur de l’étude.
La recherche du duo a été publiée le 1er décembre dans Lettres du journal astrophysique (Ouvre dans un nouvel onglet).
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