Les télescopes Webb et Hubble s'associent pour imager « Mothra » et un énorme amas « arbre de Noël »

Nous ne sommes pas encore décembre, mais la NASA est déjà d'humeur festive : les télescopes spatiaux Webb et Hubble ont récemment photographié MACS0416, une paire d'amas de galaxies en collision à 4,3 milliards d'années-lumière de la Terre, ornés de lumières scintillantes.

L’image combine la lumière visible et infrarouge, les timoneries respectives de Hubble et Webb, pour créer une vue panoramique des amas en collision. Les observations de Webb ont été prises dans le cadre du programme Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science, ou PEARLS, et les données de Hubble ont été collectées dans le cadre du programme Frontier Fields, qui a débuté en 2014.

"Nous nous appuyons sur l'héritage de Hubble en poussant vers des distances plus grandes et des objets plus faibles", a déclaré Rogier Windhorst, astronome à l'Université d'État de l'Arizona et chercheur principal de PEARLS, dans un communiqué du Space Telescope Science Institute . "L'image globale ne devient claire que lorsque vous combinez les données Webb avec les données Hubble."

Alors que la lumière aux longueurs d’onde visibles signifie (peut-être évidemment) que nos yeux peuvent la voir, la lumière infrarouge est une autre affaire. Webb est conçu pour imager la lumière au-delà de l'extrémité rouge du spectre électromagnétique, les processeurs d'images Webb doivent donc attribuer des longueurs d'onde de lumière visible à ces sources autrement invisibles. Dans la nouvelle image, les galaxies les plus bleues sont plus proches de nous et plus faciles à voir par Hubble, tandis que les galaxies les plus rouges sont plus éloignées et mieux vues par Webb.

Alors que Hubble est en activité depuis plus de 30 ans, Webb n'a commencé son imagerie scientifique qu'en juillet dernier. Vous pouvez voir certaines des meilleures images Webb de sa première année ici .

Deux articles détaillent certains aspects de l’image. L’un, publié dans Astronomy and Astrophysics , décrit « l’étoile monstre extrêmement agrandie » surnommée Mothra, d’après le monstre fictif qui figure en bonne place dans la franchise Godzilla . L'autre article est accepté pour publication dans The Astrophysical Journal et est actuellement hébergé sur le serveur de préimpression arXiv ; ce travail détaille 14 objets transitoires observés dans l’amas de galaxies. Ces transitoires sont des objets dont la luminosité observée varie au fil du temps, provoquant le scintillement de quelques couleurs dans l’œil d’un télescope.

« Nous appelons MACS0416 l'amas de galaxies de l'arbre de Noël, à la fois parce qu'il est si coloré et à cause des lumières vacillantes que nous y trouvons. Nous pouvons voir des transitoires partout », a déclaré Haojing Yan, astrophysicien à l'Université du Missouri en Colombie et auteur principal de l'un des articles, dans le même communiqué.

Douze des transitoires repérés sont trop faibles et rouges pour que Hubble puisse les voir. Les données Webb ont donc été essentielles pour obtenir une image plus complète du champ. Les chercheurs pensent que les deux autres transitoires sont des supernovae, de vastes explosions qui se produisent à la fin de la vie d'une étoile.

L’étoile surnommée Mothra est située dans une galaxie qui existait environ trois milliards d’années après le Big Bang. L’équipe de recherche estime que l’étoile monstre est probablement dans un système binaire avec une autre étoile supergéante, que l’équipe a surnommée à juste titre Godzilla. Mothra a une masse comprise entre 10 000 et un million de fois la masse de notre Soleil et peut faire allusion à la nature de la matière noire.

Dans leur article, l'équipe a déclaré que les modèles axioniques de matière noire (qui se concentrent sur les axions, une particule théorique nommée en l'honneur d'un détergent ) sont cohérents avec leurs observations dans certaines plages de masse de l'axion. Plus tôt cette année, un autre cas de lentille gravitationnelle extrême a renforcé les arguments en faveur de la matière noire axionique .

À mesure que Webb et Hubble poursuivent leurs recherches sur le cosmos, notre compréhension de la matière noire, de l'évolution de l'univers et de la myriade d'objets qui composent le cosmos deviendra plus nette. Leurs données, ainsi que les observations d’autres télescopes, comme le nouveau télescope spatial Euclid , nous aideront à comprendre la composition du cosmos.

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