Record battu ! Grâce au télescope spatial James Webb, lancé en 2021, on peut aujourd’hui admirer la plus ancienne galaxie jamais photographiée. Sa lumière a mis des milliards d’années à parcourir l’espace pour venir jusqu’à nos yeux, et fige son image telle qu’elle était à l’époque où la lumière a été émise, soit 290 millions d’années après le Big Bang. C’est l’une des galaxies les plus précoces de l’histoire : l’univers n’avait alors que 2,1% de son âge actuel (13,8 milliards d’années).

Pour tomber sur une telle perle, James Webb n’a pas utilisé une caméra classique mais son instrument nommé NIRSpec (pour Near-Infrared Spectrograph), un spectrographe qui analyse spécifiquement la lumière infrarouge. Car, plus les galaxies sont anciennes, plus elles ont eu le temps de s’éloigner de la Terre avec l’expansion de l’univers, et plus leur lumière devient rouge. Ce phénomène optique est appelé «décalage vers le rouge». C’est l’application dans le domaine de la lumière de l’effet Doppler, qu’on connaît bien au quotidien pour les sons : le vrombissement d’une moto qui s’éloigne de nous devient de plus en plus grave. Les galaxies, elles, paraissent de plus en plus oranges, puis rouges.

C’est en mesurant précisément ce décalage vers le rouge, entre les longueurs d’ondes qu’on attendrait dans la lumière d’une telle galaxie et celles qu’on observe réellement, qu’on peut déduire la distance de la galaxie observée et son âge. En l’occurrence, notre galaxie record a un décalage de 14,32, ont déterminé les astrophysiciens. On a inséré le chiffre dans le nom de cette galaxie : appelez-la désormais «Jades-GS-z14-0».

Quant à «Jades», le mot fait référence au programme de recherche qui s’intéresse aux galaxies les plus anciennes de l’univers. «Durant les deux dernières années, les scientifiques ont utilisé le télescope James Webb de la Nasa, de l’ESA et de l’ASC [Agence spatiale canadienne, ndlr] pour explorer ce que les astronomes appellent l’aube cosmique – la période de quelques centaines de millions d’années juste après le Big Bang, quand les premières galaxies sont nées», explique l’Agence spatiale européenne qui dévoile la photo sur son site. «Ces galaxies fournissent un éclairage vital sur la façon dont les gaz, les étoiles et les trous noirs ont évolué quand l’univers était très jeune. En octobre 2023 et janvier 2024, une équipe internationale d’astronomes a utilisé Webb pour observer des galaxies dans le cadre du programme Jades.»

L’image de Jades-GS-z14-0 est extraite d’une prise de vue du télescope qu’on appelle un «champ profond» : c’est une photographie d’une toute petite portion du ciel, avec un temps de pose extrêmement long pour capter les lumières les plus faibles. On y voit seulement quelques étoiles appartenant à notre galaxie, la Voie lactée, au premier plan : ce sont les points très brillants avec six branches lumineuses. Tout le reste – absolument toutes les autres formes que les étoiles à six branches – sont des galaxies éloignées de la nôtre.

Le précédent record de la galaxie la plus ancienne et lointaine avait déjà été établi par le télescope James Webb au sein d’un champ profond, quelques semaines à peine après le début de ses observations scientifiques. Il s’agissait de la galaxie Glass-z13, avec un décalage vers le rouge de 13, comme son nom l’indique. Elle date de 300 millions d’années après le Big Bang. Avant James Webb, le record datait de 2016 et remontait à 400 millions d’années après le Big Bang.