Projet FEAST : Le télescope spatial Webb capture un tourbillon cosmique

Le télescope spatial James Webb a capturé une image frappante de la galaxie spirale à grand dessin M51, mettant en valeur ses bras bien développés. Située à 27 millions d'années-lumière de la Terre, M51 entretient une relation unique avec la petite galaxie naine NGC 5195, qui est supposée influencer ses bras spirales distinctifs. Crédit : ESA/Webb, NASA & CSA, A. Adamo (Stockholm University) and the FEAST JWST team

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Le télescope spatial James Webb met en valeur la grandeur de la galaxie spirale M51, révélant sa relation complexe avec la galaxie voisine NGC 5195. Grâce à l'étude FEAST, Webb approfondit notre compréhension de la formation des étoiles et des processus complexes au sein des galaxies au-delà de la Voie lactée.

Les bras enroulés gracieux de la galaxie spirale à grand dessin M51 s'étendent sur cette image du télescope spatial James Webb de la NASA/ESA/CSA. Contrairement à la multitude de galaxies spirales étranges et merveilleuses aux bras irréguliers ou perturbés, les galaxies spirales à grand dessin se vantent de bras spirales proéminents et bien développés, comme ceux mis en valeur sur cette image. Ce portrait galactique est une image composite qui intègre des données de la caméra infrarouge proche (NIRCam) de Webb et de l'instrument infrarouge moyen innovant (MIRI), dont la moitié a été fournie par l'Europe.

Dans cette image, les régions rouges foncées suivent la poussière chaude filamentaire qui imprègne le milieu de la galaxie. Les régions rouges montrent la lumière retraitée des molécules complexes se formant sur les grains de poussière, tandis que les couleurs orange et jaune révèlent les régions de gaz ionisé par les amas d'étoiles récemment formés. Le retour d'information stellaire a un effet spectaculaire sur le milieu de la galaxie et crée un réseau complexe de nœuds lumineux ainsi que des bulles noires caverneuses.

M51, également connue sous le nom de NGC 5194 ou de la galaxie du Tourbillon, se situe à environ 27 millions d'années-lumière de la Terre dans la constellation des Chiens de chasse, et est pris dans une relation tumultueuse avec son voisin proche, la galaxie naine NGC 5195. L'interaction entre ces deux galaxies a fait de ces voisins galactiques l'un des couples galactiques les mieux étudiés dans le ciel nocturne. L'influence gravitationnelle du compagnon plus petit de M51 est supposée être en partie responsable de la nature majestueuse des bras spirales proéminents et distincts de la galaxie. Si vous souhaitez en savoir plus sur ce couple de voisins galactiques se querellant, vous pouvez explorer les observations antérieures de M51 par le télescope spatial Hubble de la NASA/ESA ci-dessous.

Cette image la plus nette jamais prise, capturée en janvier 2005 avec la caméra avancée pour les enquêtes à bord du télescope spatial Hubble de la NASA/ESA, illustre le grand dessin d'une galaxie spirale, de ses bras spirales courbés, où résident de jeunes étoiles, à son noyau central jaunâtre, où se trouvent les étoiles plus anciennes. La galaxie est surnommée le Tourbillon en raison de sa structure tourbillonnante. Crédit : NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), et l'équipe du patrimoine Hubble (STScI/AURA)

Cette observation de Webb de M51 fait partie d'une série d'observations intitulée Feedback in Emerging extrAgalactic Star clusTers, ou FEAST. Les observations FEAST ont été conçues pour éclairer les interactions entre le retour d'information stellaire et la formation d'étoiles dans des environnements situés en dehors de notre propre galaxie, la Voie lactée. Le retour d'information stellaire est le terme utilisé pour décrire l'écoulement d'énergie des étoiles dans les environnements qui les forment, et c'est un processus crucial pour déterminer les taux de formation d'étoiles. Comprendre le retour d'information stellaire est essentiel pour construire des modèles universels précis de la formation des étoiles.

L'objectif des observations FEAST est de découvrir et d'étudier les pouponnières stellaires dans des galaxies au-delà de notre propre Voie lactée. Avant que Webb ne devienne opérationnel, d'autres observatoires tels que l'Atacama Large Millimeter Array dans le désert chilien et Hubble nous ont donné un aperçu de la formation des étoiles soit au début (en suivant les nuages denses de gaz et de poussière où se formeront les étoiles) soit après que les étoiles aient détruit leur gaz de naissance et leurs nuages de poussière avec leur énergie.

Webb ouvre une nouvelle fenêtre sur les premiers stades de la formation des étoiles et de la lumière stellaire, ainsi que sur le retraitement de l'énergie du gaz et de la poussière. Les scientifiques observent des amas d'étoiles émergeant de leur nuage natal dans des galaxies au-delà de notre groupe local pour la première fois. Ils seront également en mesure de mesurer combien de temps il faut à ces étoiles pour se polluer avec des métaux nouvellement formés et pour éliminer le gaz (ces échelles de temps diffèrent d'une galaxie à l'autre).

En étudiant ces processus, nous comprendrons mieux la régulation du cycle de formation des étoiles et de l'enrichissement métallique au sein des galaxies, ainsi que les échelles de temps pour la formation des planètes et des naines brunes. Une fois que la poussière et le gaz ont été éliminés des étoiles nouvellement formées, il ne reste plus de matériau pour former des planètes.