Des chercheurs mesurent la relation taille-luminosité des galaxies moins d’un milliard d’années après le Big Bang

par Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, The University of Tokyo

Des chercheurs mesurent la relation taille-luminosité des galaxies moins d'un milliard d'années après le Big Bang

Figure 1. Deux galaxies exceptionnellement brillantes ont été capturées dans le programme GLASS-JWST. Ces galaxies existaient environ 450 et 350 millions d’années après le Big Bang (avec un décalage vers le rouge d’environ 10,5 et 12,5, respectivement), et les tailles sont respectivement d’environ 500 parsecs et 170 parsecs. Crédit : NASA, ESA, CSA, Tommaso Treu (UCLA)

Une équipe internationale de chercheurs, dont l’Institut Kavli pour la physique et les mathématiques de l’univers (Kavli IPMU), a étudié la relation entre la taille des galaxies et la luminosité de certaines des premières galaxies de l’univers prises par le tout nouveau télescope spatial James Webb ( JWST), moins d’un milliard d’années après le Big Bang, rapporte une nouvelle étude en Les lettres du journal astrophysique.

Le résultat fait partie du programme scientifique de libération anticipée Grim Lens-Amplified Survey from Space (GLASS), dirigé par l’Université de Californie à Los Angeles, le professeur Tommaso Treu. Il vise à étudier la univers primitif quand le premières étoiles/ galaxies se sont enflammées, ce qui a ionisé le gaz neutre dans l’univers à l’époque et a permis à la lumière de briller à travers. C’est ce qu’on appelle l’époque de la réionisation.

Cependant, les détails de la réionisation sont restés inconnus car les télescopes jusqu’à aujourd’hui n’ont pas été capables d’observer en détail les galaxies de cette période de l’histoire de l’univers. En savoir plus sur l’époque de la réionisation aiderait les chercheurs à comprendre comment les étoiles et les galaxies ont évolué pour créer l’univers d’aujourd’hui tel que nous le voyons.

Une étude, dirigée par Lilan Yang, membre de Kavli IPMU JSPS, et comprenant le chercheur du projet Xuheng Ding, a utilisé les données d’imagerie multibande NIRCAM du programme GLASS-JWST pour mesurer la taille et la taille des galaxies. luminosité pour comprendre la morphologie et la relation taille-luminosité du repos-cadre optique à l’UV.

“C’est la première fois que nous pouvons étudier les propriétés de la galaxie en optique de repos à un décalage vers le rouge supérieur à 7 avec JWST, et la taille-luminosité est importante pour déterminer la forme de la fonction de luminosité qui indique les principales sources responsables de la réionisation cosmique, c’est-à-dire de nombreuses galaxies faibles ou des galaxies relativement moins brillantes.

“L’original longueur d’onde de la lumière passera à une longueur d’onde plus longue lorsqu’elle se déplacera du début univers à nous. Ainsi, la longueur d’onde de la trame de repos est utilisée pour clarifier leur longueur d’onde intrinsèque, plutôt que la longueur d’onde observée. Auparavant, avec le télescope spatial Hubble, nous ne connaissions les propriétés des galaxies que dans la bande UV au repos. Maintenant, avec JWST, nous pouvons mesurer une longueur d’onde plus longue que les UV”, a déclaré le premier auteur Yang.

Des chercheurs mesurent la relation taille-luminosité des galaxies moins d'un milliard d'années après le Big Bang

Figure 2 : Relations taille-luminosité des galaxies observées dans cinq bandes de longueurs d’onde à pente fixe en raison de données limitées. Les lignes noires pleines et en pointillés dans le panneau F150W montrent la relation dérivée des données HST par Shibuya et al. (2015 ; z ∼ 8) et Huang et al. (2013 ; z ∼ 5) à une longueur d’onde de repos similaire, respectivement. Crédit : Yang et al.

Les chercheurs ont découvert la première relation taille optique-luminosité du cadre de repos de galaxies à un décalage vers le rouge supérieur à 7, soit environ 800 millions d’années après le Big Bang, leur permettant d’étudier la taille en fonction de la longueur d’onde. Ils ont trouvé que la taille médiane à la luminosité de référence est d’environ 450 à 600 parsecs et diminue légèrement de l’optique de repos à l’UV. Mais était-ce prévu ?

“La réponse est que nous ne savons pas à quoi nous attendre. Les études de simulation précédentes donnent une gamme de prédictions”, a déclaré Yang.

L’équipe a également constaté que la pente de la relation taille-luminosité était un peu plus raide dans la bande de longueur d’onde la plus courte lorsque la pente pouvait varier.

“Cela suggérerait une densité de luminosité de surface plus élevée à une longueur d’onde plus courte, donc moins de correction d’incomplétude d’observation lors de l’estimation de la fonction de luminosité, mais le résultat n’est pas concluant. Nous ne voulons pas sur-interpréter ici”, a déclaré Yang.

L’article de l’équipe a été publié le 18 octobre 2022 dans Les lettres du journal astrophysique.

Plus d’information:
L. Yang et al, Premiers résultats de GLASS-JWST. V : la relation taille optique-luminosité du premier cadre de repos des galaxies à z > 7, Les lettres du journal astrophysique (2022). DOI : 10.3847/2041-8213/ac8803

Fourni par Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, The University of Tokyo

Citation: Des chercheurs mesurent la relation taille-luminosité des galaxies moins d’un milliard d’années après le Big Bang (13 janvier 2023) récupéré le 14 janvier 2023 sur https://phys.org/news/2023-01-size-luminosity-galaxies-billion- ans-gros.html

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