Messier 82 (M82), une galaxie spirale périphérique à formation rapide d’étoiles située à 12 millions d’années-lumière, est un phénomène unique en science, et le télescope spatial James Webb de la NASA a maintenant révélé des détails inédits.
L’intense formation d’étoiles de M82, que l’on pense être le résultat d’une fusion galactique, est un événement astronomique de courte durée, estimé à plusieurs centaines de millions d’années. La phase transitoire de formation des étoiles par rapport à la masse de la galaxie, ainsi que sa localisation dans l’univers local, font partie des facteurs qui font de M82, également connue sous le nom de galaxie du Cigare, un environnement d’étude unique.
Les scientifiques ont utilisé le télescope spatial James Webb de la NASA pour imager la galaxie étoilée Messier 82 et étudier son histoire évolutive. Cette image composite Webb et Hubble contient 16,5 millions d’étoiles (bleu-blanc), des grains de poussière (rouge-orange) et de l’hydrogène gazeux ionisé (jaune).
Image : NASA, ESA, CSA, Adam Smercina (STScI, Tufts), Thomas Williams (Université de Manchester) ; Traitement d’images : Alyssa Pagan (STScI)
Une équipe d’astronomes a récemment mené une étude d’imagerie avec le télescope Webb. Ce programme Au total, 65 heures ont été consacrées aux observations de Webb. NIRCam (caméra proche infrarouge) des outils et des détails jamais vus auparavant galaxie d’étoilesune structure de disque allongée contenant des millions d’étoiles individuelles. Les images à haute résolution de Webb, en particulier du plan basal du disque de la galaxie, ont révélé des informations importantes pour les astronomes cherchant à élucider l’histoire de la formation de M82. De plus, les données de Webb aideront les scientifiques à comprendre les processus qui se déroulent à l’intérieur de la galaxie.
“M82 est désordonné, mais il est magnifiquement désordonné. Nous ne comprenons pas vraiment ce qui se passe, en particulier son histoire évolutive. Qu’est-ce qui a pu provoquer un taux de formation d’étoiles aussi élevé ? Depuis combien de temps cette galaxie éjecte-t-elle autant de matière de son centre ?” a déclaré Adam Smersina, chercheur Hubble de la NASA au Space Telescope Science Institute de Baltimore et professeur adjoint à l’Université Tufts dans le Massachusetts. “M82 est un laboratoire idéal pour l’évolution galactique car il nous permet d’étudier des processus physiques importants dans un tel environnement, tels que la façon dont les étoiles se forment et comment cette activité s’écoule vers l’extérieur. M82 nous permet d’examiner simultanément de nombreuses questions astrophysiques d’une manière qu’aucune autre galaxie de l’univers local ne peut faire.”
Le télescope spatial James Webb de la NASA a observé la galaxie étoilée Messier 82 et a scruté la poussière pour révéler 16,5 millions d’étoiles et la structure du disque allongé de la galaxie. Les scientifiques cherchent à retracer l’histoire évolutive de la galaxie à partir des données de Webb.
Image : NASA, ESA, CSA, Adam Smercina (STScI, Tufts), Thomas Williams (Université de Manchester) ; Traitement d’images : Alyssa Pagan (STScI)
Avant Webb, de nombreux observatoires étudiaient la galaxie stellaire Hubble de la NASA et le télescope Spitzer à la retraite. Cependant, la grande quantité de poussière au sein de cette galaxie a limité la quantité d’informations que les astronomes peuvent obtenir à haute résolution sur M82. Webb était avant j’ai vu cette galaxiela durée du nouveau relevé d’imagerie, combinée à la sensibilité infrarouge du télescope, a permis la pénétration de poussières denses.
Une comparaison côte à côte de la galaxie stellaire Messier 82 (M82) vue par Hubble (à gauche) de la NASA et par le télescope spatial James Webb (à droite). Hubble a détaillé la structure des gaz et des poussières de M82, tandis que Webb a pénétré la poussière et a résolu des millions d’étoiles en lumière infrarouge.
Image : NASA, ESA, CSA, Adam Smercina (STScI, Tufts), Thomas Williams (Université de Manchester) ; Traitement d’images : Alyssa Pagan (STScI)
La lumière proche infrarouge du télescope est un instantané d’un phénomène qui s’est développé sur des centaines de millions d’années. L’image Webb contient 16,5 millions d’étoiles individuelles dispersées dans toute la galaxie. La lumière provenant de ces sources stellaires est représentée par des grains bleus brillants. Cela ne représente qu’une fraction des étoiles que les astronomes pensent résider dans des galaxies comme M82, dont la plupart sont trop faibles pour être vues.
“Le nombre d’étoiles que nous avons pu résoudre avec Webb est incroyable”, a déclaré Benjamin Williams, membre de l’équipe de l’Université de Washington. “C’est un monde très différent de ce que nous avons vu avec d’autres télescopes. Ensemble, toutes ces étoiles fournissent un enregistrement fossile détaillé de la formation et de l’évolution de M82.”
En se déplaçant vers l’intérieur, la luminosité et la forme asymétrique du disque galactique indiquent la structure sous-jacente unique des galaxies spirales. La différence de rayons entre les deux côtés suggère que M82 a une forme déformée qui pourrait se produire lors d’une forte fusion galactique.
Eric Bell, membre de l’équipe de l’Université du Michigan, a déclaré : « Parce que Webb regarde à travers la poussière, le disque galactique peut ne pas sembler très impressionnant à première vue. « Mais M82 est un système incroyablement complexe. Les observations de Webb aideront à résoudre certains des mystères en cours, tels que la façon dont la formation des étoiles s’est déplacée au sein de M82 au cours des derniers milliards d’années. »
La formation de superstars intergalactiques est 10 fois plus rapide que le taux de formation d’étoiles dans la Voie lactée, de sorte que la naissance des étoiles finit par cesser. La frénésie stellaire de M82 provoque l’éjection de matériaux bipolaires au-dessus et au-dessous du disque. Bien qu’il apparaisse comme une zone turbulente, l’écoulement en forme de sablier présente une structure en couches. Les traînées jaunes de matière les plus proches du disque galactique représentent un gaz ionisé, tandis que la matière orange plus éloignée représente de petits grains de poussière. Ces grains sont appelés hydrocarbures aromatiques polycycliques et sont utiles pour détecter la matière dans l’espace entre les étoiles des galaxies appelées milieu interstellaire.
Les données collectées dans le cadre de cette étude Webb sont le seul ensemble de données que les scientifiques peuvent analyser lorsqu’ils cherchent à reconstituer l’histoire de la formation de la galaxie.
“Les galaxies sont des écosystèmes très complexes, et si vous voulez vraiment les comprendre, vous devez collecter des ensembles de données provenant de différentes missions”, a déclaré Kristen McQuinn, membre de l’équipe du Space Telescope Science Institute. “Une seule mission ne peut pas répondre entièrement à toutes les questions que nous nous posons sur M82. La combinaison des données collectées par d’autres télescopes, tels que Webb et Hubble, est très puissante. Lorsque vous associez des ensembles de données, vous élargissez ce que vous pouvez examiner et les questions que vous pouvez poser deviennent encore plus complexes.”
Le télescope spatial James Webb est le plus grand observatoire des sciences spatiales au monde. Webb dévoile les mystères de notre système solaire, explore les mondes lointains autour d’autres étoiles et explore la structure mystérieuse et les origines de notre univers et notre place dans celui-ci. Webb est un programme international entre la NASA, l’ESA (Agence spatiale européenne) et l’ASC (Agence spatiale canadienne).
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