Le télescope spatial James Webb (JWST) a permis de découvrir une galaxie lointaine enveloppée par ce que l'on appelle un "anneau d'Einstein". Cet anneau, résultat d'un phénomène de lentille gravitationnelle, a révélé une galaxie exceptionnellement dense.
L'anneau d'Einstein JWST-ER1 découvert en septembre 2023.
Crédit: P. van Dokkum et al., Nature Astronomy accepté, 2023
Les anneaux d'Einstein apparaissent lorsque la lumière d'un objet lointain est déformée par la masse importante d'un objet situé entre celui-ci et l'observateur. Cette déformation est provoquée par la courbure de l'espace-temps autour de l'objet massif, faisant ainsi courber la lumière. Le télescope spatial James Webb a identifié une structure particulière, nommée JWST-ER1, composée de JWST-ER1r, l'anneau lumineux, et JWST-ER1g, l'objet en premier plan qui déforme la lumière.
L'objet JWST-ER1r est l'objet le plus éloigné jamais observé par effet de lentille gravitationnelle. Bien que cet objet soit incroyablement massif, estimé à 650 milliards de masses solaires, les scientifiques ont découvert qu'une grande partie de cette masse serait de la matière noire, une forme de matière qui ne réagit pas avec la lumière et constitue environ 85% de toute la matière de l'Univers.
Les chercheurs ont noté une densité inhabituelle pour JWST-ER1g. Ils ont suggéré que cette densité pourrait être expliquée par la présence d'un halo de matière noire comprimé par l'effondrement de la matière ordinaire dans ce halo, augmentant ainsi sa densité.
Crédit: NASA/James Webb Space Telescope/van Dokkum et al.
Une étude publiée le 11 avril dans la revue
The Astrophysical Journal Letters propose que cette compression de matière noire expliquerait la densité anormale de JWST-ER1g. Les auteurs de l'étude, dirigés par Demao Kong de l'Université de Californie à Riverside, estiment que leurs modèles numériques soutiennent cette hypothèse.
Cette découverte n'est pas la première observation d'un anneau d'Einstein par le télescope spatial James Webb, mais elle marque une avancée significative dans la compréhension de la distribution et du comportement de la matière noire dans l'Univers.