Avec le télescope spatial James Webb, notre vision des débuts de l'Univers se précise, mais une observation récente vient contredire certaines attentes: les galaxies de petite taille apparaissent étrangement peu nombreuses aux premiers âges cosmiques.
Sous la direction de Xuheng Ma, de l'Université du Wisconsin, une équipe a analysé les données du programme UNCOVER du télescope James Webb. Afin d'étudier ces objets très lointains, les chercheurs ont eu recours à l'amas de galaxies Abell 2744 comme lentille naturelle. Ils ont ainsi exploité l'effet de lentille gravitationnelle, qui amplifie la lumière provenant des régions éloignées situées en arrière-plan.
Une image en champ profond du télescope spatial James Webb montrant certaines des galaxies les plus anciennes et lointaines jamais observées.
Crédit: NASA, ESA, CSA, and STScI Lors de l'analyse, les astronomes se sont penchés sur la fonction de luminosité, un outil statistique qui recense les galaxies en fonction de leur éclat. En règle générale, les galaxies peu brillantes sont censées être les plus abondantes. Pourtant, les données dévoilent un phénomène: en dessous d'un certain seuil de faible luminosité, le nombre de galaxies commence à décliner au lieu de croître.
Cette rareté pourrait trouver son origine dans les conditions hostiles de l'Univers jeune. En effet, le rayonnement intense émis par les premières étoiles massives aurait chauffé le gaz environnant, empêchant les petites galaxies, de faible masse, de le retenir. Privées de cette matière première, elles n'ont pu engendrer suffisamment d'étoiles, restant ainsi trop peu lumineuses pour être repérées par nos instruments.
Ces observations interrogent notre modélisation de l'époque de la réionisation, cette période où l'Univers est passé d'un état opaque à un état transparent. Si les galaxies ultrafaibles sont moins présentes que prévu, elles ne peuvent alors pas constituer les principaux acteurs de cette métamorphose. Il faudrait plutôt se tourner vers des galaxies plus grandes et déjà bien formées pour expliquer cette transition cosmique.
Les interprétations actuelles s'appuient sur des modèles de lentille gravitationnelle qui pourraient être affinés. Pour valider cette tendance, des observations complémentaires exploitant d'autres amas et de futurs grands relevés du ciel seront indispensables. Le télescope James Webb poursuit son exploration, laissant entrevoir de nouvelles découvertes sur l'évolution des galaxies.