Ce que James Webb a VRAIMENT vu en mai ! | DOCUMENTAIRE ESPACE

Description

En mai 2025, des astronomes travaillant avec le télescope spatial James Webb ont fait l'une des découvertes les plus intrigantes de l'année : une galaxie lointaine nommée Zhúlóng, située à plus de 12,8 milliards d'années-lumière. Observer une structure aussi bien formée et organisée à une époque si précoce dans la chronologie de l'univers a captivé les astrophysiciens et remis en question les hypothèses de longue date sur la formation galactique. Les bras spiraux de Zhúlóng, son renflement central et sa structure de disque mature ressemblent étrangement à la Voie lactée, mais elle a émergé à une époque où l'univers avait moins d'un milliard d'années—beaucoup trop tôt, selon les modèles cosmologiques actuels, pour que de telles complexités existent.

Le nom de la galaxie, Zhúlóng, s'inspire d'un dragon-torche mythologique de la cosmologie chinoise antique, reflétant la brillante splendeur et l'ordre inattendu qui définissent son apparence. Observée dans le spectre proche infrarouge à l'aide des instruments avancés NIRCam et NIRSpec de Webb, Zhúlóng a révélé une structure spirale définie avec des indices de formation de barre, des caractéristiques généralement associées à des stades beaucoup plus avancés de l'évolution galactique. Son décalage vers le rouge d'environ z = 5,2 la place parmi les galaxies les plus anciennes connues présentant une morphologie aussi développée. La régularité pure de sa forme contredit la nature chaotique et grumeleuse attendue des galaxies de l'univers primitif, qui étaient censées être irrégulières, compactes et dépourvues de bras ou de renflements bien définis.

Ce qui rend cette découverte particulièrement significative, c'est qu'elle contribue à un ensemble croissant de preuves suggérant que la formation des galaxies s'est produite plus rapidement et plus efficacement que ce que l'on croyait auparavant. Jusqu'à récemment, les scientifiques pensaient que les galaxies complexes, notamment les spirales comme la nôtre, mettaient plusieurs milliards d'années à se former, s'assemblant progressivement à travers une série de fusions et une lente accrétion de matière. Zhúlóng défie cette notion. Sa présence suggère que, sous certaines conditions, des structures galactiques massives et organisées ont pu se former en moins d'un milliard d'années, pointant vers des mécanismes alternatifs d'évolution galactique ou des conditions de l'univers primitif inattendues qui auraient favorisé la formation rapide d'étoiles et la stabilisation du disque.

Zhúlóng a été détectée dans le cadre du JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES), qui a été instrumental dans l'identification des galaxies à haut décalage vers le rouge grâce à la sensibilité et à la résolution inégalées de Webb. La découverte a été confirmée par une analyse spectroscopique, révélant la composition de sa population stellaire, ses régions de formation d'étoiles et sa métallité. Étonnamment, Zhúlóng contient déjà des étoiles avec des niveaux de métaux relativement élevés—des éléments plus lourds que l'hélium—qui sont généralement produits au cours de générations successives de formation stellaire. Cela implique que la galaxie avait déjà subi une évolution chimique significative dans un laps de temps cosmologique très court.

Son taux de formation d'étoiles, calculé à partir de ses lignes d'émission et de sa distribution énergétique spectrale, semble cohérent avec celui d'autres galaxies de grande masse de l'époque, mais sa structure est ce qui la distingue vraiment. Contrairement aux arrangements grumeleux et chaotiques des autres galaxies primitives, Zhúlóng affiche une symétrie rotationnelle, suggérant un disque stable, peut-être dynamiquement froid—une caractéristique qui ne devrait pas exister à une époque si précoce. Si cela est confirmé par des observations et des modélisations supplémentaires, cela pourrait conduire à une révision significative des simulations actuelles de formation des galaxies et même influencer notre compréhension du rôle de la matière noire dans la dynamique galactique primitive.

De plus, Zhúlóng remet en question non seulement le timing mais aussi l'échelle. Sa taille et sa masse sont substantielles, ce qui la rend difficile à concilier avec le scénario de croissance graduelle suggéré par le modèle hiérarchique de formation des structures. Ce modèle postule que les petites structures se sont formées d'abord et ont fusionné au fil du temps pour créer de plus grandes galaxies. La présence d'une spirale massive et stable comme Zhúlóng à z = 5,2 implique soit que de telles fusions se sont produites beaucoup plus rapidement que prévu, soit que l'effondrement monolithique et la stabilisation du disque peuvent se produire dans des conditions spécifiques, auparavant sous-estimées.