JWST - Exploration de l'Univers primitif

[tezcatlipoca]

Présentation du contenu de cette sélection :

https://www.stsci.edu/jwst/science-e...ers/cycle-2-go


Catalogue des résumés GO du cycle 2


https://www.stsci.edu/files/live/sit...-abstracts.pdf
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[tezcatlipoca]

Bonjour,

Sur le blog du doc' Eric Simon

Indices d'étoiles supermassives dans un amas globulaire de la galaxie GN-z11

https://www.ca-se-passe-la-haut.fr/2...s-dans-un.html

Source : N-enhancement in GN-z11: First evidence for supermassive stars nucleosynthesis in proto-globular clusters-like conditions at high redshift ? C. Charbonnel et al.

Astronomy&Astrophysics Volume 673 (5 May 2023)

https://doi.org/10.1051/0004-6361/202346410

https://blogger.googleusercontent.co...otw1449a_1.jpg

Image de l'amas globulaire M92 imagé par la télescope Hubble (NASA/ESA)

[yves95210]

Bonjour,

Indices d'étoiles supermassives dans un amas globulaire de la galaxie GN-z11

https://www.ca-se-passe-la-haut.fr/2...s-dans-un.html

Pour ceux qui n'auraient pas la curiosité d'aller lire l'article (et s'arrêteraient à l'image par le télescope Hubble de l'amas globulaire M92 dont E. Simon s'est servie pour illustrer son article mais qui n'a pas grand-chose à voir avec l'observation concernée), j'ajoute que cet indice de l'existence d'étoiles supermassives dans les amas globulaires lors de leur formation a été découvert grâce à l'observation par le JWST d'une anomalie chimique sur une des plus lointaines galaxies (z=11).
L'info a donc bien sa place dans ce fil.

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bonjour vous deux

d'accord mais qu'est ce que cela implique en langage de néophyte s'il vous plait ?

stéphane

[yves95210]

d'accord mais qu'est ce que cela implique en langage de néophyte s'il vous plait ?

Je ne saurais pas t'en dire plus que ce que Eric Simon explique dans son article. L'as-tu lu ?

[xxxxxxxx]

j"avais jeté un œil. à la relecture c'est toujours du chinois pour un néophyte comme moi

[tezcatlipoca]

Je ne parle pas le néophyte et en béotien (si ça peut aider) l'article parle d'indice de la présence d'étoiles jusqu'alors non observée, mais prédit théoriquement.
Ces étoiles dites de population III, pouvant peut-être atteindre des masses équivalentes à des milliers de la masse du Soleil, seraient la première génération stellaire apparu très tôt dans l'histoire de l'Univers.

Ce n'est pas rien quand même, mais pas encore une preuve absolue de leur existence.

[stefjm]

bonjour vous deux

d'accord mais qu'est ce que cela implique en langage de néophyte s'il vous plait ?

stéphane

Perso, je comprend que l'univers primitif loin est en gros comme l'univers d'aujourd'hui ici.
Mais il se peut que je comprenne mal...

[yves95210]

Je ne parle pas le néophyte et en béotien (si ça peut aider) l'article parle d'indice de la présence d'étoiles jusqu'alors non observée, mais prédit théoriquement.
Ces étoiles dites de population III, pouvant peut-être atteindre des masses équivalentes à des milliers de la masse du Soleil, seraient la première génération stellaire apparu très tôt dans l'histoire de l'Univers.

En un peu plus long :

Quand on parle d'étoiles supermassives, on parle bien de la toute première génération d'étoiles (*) qui pouvaient être effectivement très massives, jusqu'à 10000 masses solaires, et avec une durée de vie très courte.
La durée de vie de ces étoiles supermassives est au maximum de deux millions d’années. Il n'y a pas aujourd'hui de réel consensus sur la formation de telles étoiles, mais un scénario attrayant dans le contexte des amas globulaires est celui d'une formation via des collisions stellaires. Gieles et al. avaient par exemple montré en 2018 que les proto-amas hébergeant un grand nombre d'étoiles (plus d'un million) et accrétant du gaz à un taux élevé (plus de 100 000 M⊙ par million d'années) peuvent connaître des collisions d'étoiles incontrôlables conduisant à la formation d'étoiles supermassives avec des masses pouvant atteindre entre 1000 et 100 000  M⊙ en 1 à 2 millions d'années, avant que la relaxation à deux corps arrête la contraction du système.

(*) hypothétiques car ne pouvant plus être observées compte-tenu de leur faible durée de vie, et dites de "Population III"

C'est en cela que la découverte est intéressante : selon le modèle élaboré par les auteurs de l'étude, les anomalies apparentes de la composition chimique des amas globulaires pourraient s'expliquer par leur formation à partir de ces étoiles supermassives. Le fait de détecter le même genre d'anomalie dans une galaxie à z=11, âgée tout au plus de 200 ou 300 millions d'années (et contenant donc probablement des amas globulaires en formation), viendrait conforter ce modèle et indirectement l'hypothèse de l'existence des étoiles supermassives. Du moins si la validité du modèle est confirmée par d'autres observations d'amas globulaires en formation au sein de galaxies lointaines.

[physeb2]

Perso, je comprend que l'univers primitif loin est en gros comme l'univers d'aujourd'hui ici.
Mais il se peut que je comprenne mal...

on, je ne pense pas que ce soit cela le message. L'idée est de pouvoir reproduire la constitution des éléments observés dans les structures très loitaines, donc très jeunes. Après l'émission du CMB, les éléments atomiques a disposition sont basiquement ˜95% d'hydrogene et ˜5% d'Helium 4. Il y a un peu d'Helium 3, de Detuerium du Berelium et du Lithium (le tout pour moins de 1%)... pas plus.

Ces sont les étoiles qui forment les éléments plus massifs (jusqu'au fer) puis les explosions d'étoiles qui forment les éléments plus massifs que le Fer (je schématise, mais c'est l'idée).
U mécanisme très important dans la transformation de l'hydrogene en helium au sain des étoiles est le cycle Carbone-Azote-Oxygene (C-N-O). Ce processus dépend tout de même des pressions et températures disponibles.

Les étoiles hypothétiques pop-III sont censé être des monstres qui vivent très peu longtemps et qui pourraient enrichir le milieu interstellaire en éléments massifs très rapidement. Il y a donc un double enjeu, pouvoir détecter la présence de ces étoiles dans l'amas GN-z11 (qu'on n'a encore jamais observé) et avoir un modèle plus fin sur la formation des étoiles dans l'Univers primordiale.

Je suis loin d'avoir été exhaustif, mais c'est u petit complément à la réponse d'Yves (ou plutôt une mise en contexte)

[yves95210]

Perso, je comprend que l'univers primitif loin est en gros comme l'univers d'aujourd'hui ici.
Mais il se peut que je comprenne mal...

Oui, tu comprends mal. Par exemple on ne trouve pas d'étoiles de population III dans l'univers récent. Et quand tu parles d'univers primitif, il peut aussi bien s'agir de l'univers avant la formation des premières étoiles, à une époque où il était quasiment homogène (ce qui n'est évidemment pas le cas de l'univers récent), ou à l'époque de leur formation et de celle des galaxies (conséquence de la contraction des zones de - très faible - surdensité qu'on observe à l'époque du CMB).

Justement, le fait d'observer des galaxies aussi lointaines permet de remonter le temps jusqu'à environ 400 millions d'années après le "big bang" et de commencer à pouvoir valider (ou invalider) les modèles de formation des galaxies.
Mais il reste un trou de quelques centaines de millions d'années entre l'époque de l'émission du CMB et les plus anciennes galaxies observées (dans leur première jeunesse). En gros comme si on disposait d'une photo de l'univers âgé d'environ 400000 ans (le CMB), puis de quelques photos floues de portions de l'univers à partir d'un âge de ~400 millions d'années (les rares images - non résolues - de galaxies à z>10, et leurs spectres), avant de pouvoir en dérouler l'histoire de manière à peu près continue (comme dans un film) seulement à partir de redshifts nettement plus faibles.

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merci à vous pour vos réponses de vulgarisation

[stefjm]

J'ai vu passé cela où je comprends ce qui se dit.

https://youtu.be/GqLzm7OB0mo?t=625

C'est du bullshit?

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J'ai vu passé cela où je comprends ce qui se dit.

https://youtu.be/GqLzm7OB0mo?t=625

C'est du bullshit?

bonjour stefjm

merci pour le lien.

le big bang est et restera un étape indispensable dans la construction de la cosmologie. elle nous a permis tant de choses et a tant d'applications qu'il ne faut pas jeter le bébé avec l'eau du bain

amicalement

stéphane

[yves95210]

C'est du bullshit?

En un mot : oui.

[xxxxxxxx]

bonjour yves

peut être faut il attendre de voir si l'article soumis à Nature sera publié ou pas, non ?
je serais donc pas aussi imprudent que ta courte affirmation

en revanche j'aime pas le ton complotiste de la vidéo

stéphane

[stefjm]

En un mot : oui.

Et en deux?
Y a pas de publications sérieuses derrière?
Les personnes citées racontent n'importe quoi?

[Lansberg]

Bonjour,

peut être faut il attendre de voir si l'article soumis à Nature sera publié ou pas, non ?

Ce serait pour le moins étonnant que Nature publie un truc pareil !

[Deedee81]

Salut,

Trois remarques en noir puis une en vert

Tout d'abord concernant la vidéo, je ne la jugerai pas. J'aime bien ce scientifique mais .... manque de temps.

Je ne dirai qu'une chose : les propos même d'un bon scientifique, dans la vulgarisation et encore pire dans une vidéo peuvent être vachement imprécis, inappropriés ou emportés (la marque de l'enthousiasme). Faut être prudent (en général les seules vidéos scientifiques que je regarde c'est en math, là au moins on voit si c'est ok tout de suite, pour la physique je me contente des vulgarisations de bon niveau comme PLS ou des vrais articles publiés dans les revues à fort facteur d'impact. Mais bien entendu je ne critique pas ceux qui par passion regardent toutes sortes de vidéos sur le sujet.

Enfin, je ne peux que plussoyer le message 284 de xxxx. Rappelons que le Big Bang, plus correctement nommé Modèle Standard de la Cosmologie, n'est pas une théorie. C'est un modèle. Modèle qui intègre les théories validées, de nombreux paramètres et surtout les observations. En fait un modèle est une description on va dire élaborée des observations. A l'inverse d'une théorie qui ne part que d'un petit nombre de faits/postulats et construit une formulation très abstraite avant de revenir aux vérifications. Il peut y avoir des situations intermédiaires (surtout lors de la naissance des théories, un truc qui a été assez progressif de modèles au pluriel vers théorie, c'est l'électrodynamique). Mais ici c'est clair. C'est un modèle.

Pour le MSC je renvoie à Wikipedia pour une petite introduction au sujet.

Un Modèle a donc deux aspects important :
- il ne peut PAS être rejeté/réfuté (contrairement à une théorie). A moins de nier les observations (ce qui serait absurde)
- Il peut évoluer : meilleurs théories de base, de nouvelles données issues de l'observation, avec ajustement des paramètres ou plus. Et d'ailleurs le MSC a énormément évolué depuis le début de la cosmologie et évoluera encore beaucoup

[Deedee81]

Attention, on dérive hors sujet. Le but dans cette discussion est de laisser Tezcatlipoca (et Yves qui l'a beaucoup épaulé) décrire les observations du JWST et les analyses des observations, sur l'univers primitif. On peut poser l'une ou l'autre question, ou demander des précisions.... Ce que xxxx a fait plus haut par exemple, et je l'ai déjà fait aussi. Mais là discuter de la validité d'une vidéo ou du big bang, ce n'est plus le même sujet, même si la vidéo parle du JWST.

Je propose donc qu'on arrête de parler de cette vidéo ou de la validité du big bang et qu'on se concentre sur les explications et références de nos deux spécialistes

Merci,

[Lansberg]

Salut Deedee,
il me semble qu'il faut quand même dire deux mots sur cette vidéo au titre trompeur. Michio Kaku ne "brise le silence" sur rien du tout pour la simple et bonne raison qu'il sait surement que les observations du JWST nécessitent analyses et vérifications qui prennent du temps. Les quelques secondes de son commentaire sont extraites d'une vidéo plus longue et sérieuse de son site personnel (donc c'est sorti du contexte).
Le début de la vidéo (jusqu'à 5min30 environ) tient à peu près la route. Par contre ça part complétement en vrille après. Du coup voir uniquement la fin de la vidéo (lien de stefjm) et lire le titre dans lequel le nom de cet astrophysicien reconnu apparaît, entraine une association pernicieuse qui laisserait supposer que Michio Kaku réfute l'expansion de l'univers.
Voilà pour cette mise au point.

[Deedee81]

Les avertissements avaient déjà été donné.

Mais merci de ces précisions. D'autant que moi même je m'étais fait avoir (comme j'ai dit je ne jugeais pas mais j'ai forcément pensé "étonnant de la part de Michio Kaku" !!!!!)

On arrête là sur la vidéo. Merci

EDIT complément suite à une notification.
Non, je ne déplacerai pas en sujet indépendant car comme dit :
- l'essentiel de la vidéo est de la bouille pour le chat et on n'a pas l'habitude de discuter de ça sur Futura
- les explications ont été données

[tezcatlipoca]

(Spécialiste!)C'est pas très sympa de se moquer.

[xxxxxxxx]

bonjour.

une autre source confirme la vidéo d'un ton polémique postée par stefjm de manière plus sérieuse :

https://www.msn.com/fr-fr/actualite/...d2cd6eb81&ei=5

stéphane

[xxxxxxxx]

rebonjour

peut être serait il maintenant utile de scinder le post pour ne pas dévier du sujet principal du fil ?

cordialement

[yves95210]

une autre source confirme la vidéo d'un ton polémique postée par stefjm de manière plus sérieuse :

https://www.msn.com/fr-fr/actualite/...d2cd6eb81&ei=5

Si tu avais suivi cette discussion avec un peu plus d'attention, tu aurais remarqué qu'il ne s'agit que d'un autre compte-rendu de la publication déjà mentionnée par tezcatlipoca (message #272), qui montre que les observations confortent le modèle élaboré par les auteurs de l'étude - modèle qui ne contredit en rien le modèle standard de la cosmologie.

Il ne s'agit donc pas d'un argument en faveur d'une théorie alternative. Si tu veux discuter de cette théorie, libre à toi d'ouvrir un autre fil, pour autant qu'il respecte la charte, et en particulier que tu puisses citer des références sérieuses (pas une vidéo !).

[xxxxxxxx]

bonjour yves

merci

oops je suis pas assez calé pour savoir de quoi il s'agissait, mea culpa.

l'actu msn reprend un article de techno-sciences avec cette source : https://www.aanda.org/articles/aa/fu...a46410-23.html

les distances et le temps évoqués, qui me semblait les mêmes à première vue, ont entrainé ma confusion

stéphane

[yves95210]

l'actu msn reprend un article de techno-sciences avec cette source : https://www.aanda.org/articles/aa/fu...a46410-23.html

C'est la même publication que celle dont Eric Simon rend compte dans son article de blog, signalé par tezcatlipoca la semaine dernière.
Et à défaut d'être capable de lire la publication, il vaut mieux lire (et essayer de comprendre) l'article de E. Simon que ceux de la presse grand-public. Au moins ça éviterait les interprétations fantaisistes.

Ceci dit, la fin de l'article que tu as cité (mais pas lu jusqu'au bout ?) mentionnait aussi que les résultats d'observation de GN-z11 "viennent consolider le modèle de l'équipe" [auteure de cette publication], modèle qui explique l'anomalie d'abondance d'éléments chimiques dans les amas globulaires par la présence d'étoiles supermassives (de pop. III) à l'époque de leur formation.
L'existence de cette population d'étoiles reste certes "hypothétique" dans la mesure où leur courte durée de vie rend impossible d'en observer dans l'univers récent, mais ces résultats (s'ils sont confirmés par des résultats similaires pour d'autres galaxies lointaines) pourraient en constituer une confirmation indirecte, via le modèle établi par Charbonnel et al. Il s'agirait alors de la confirmation d'une prédiction du modèle standard (avec big bang), et donc en aucun cas d'un argument en sa défaveur...

[yves95210]

Bonjour,

Encore un résultat intriguant, selon une publication relayée par Eric Simon sur son blog : Les galaxies "trop massives" découvertes par Webb seraient en fait encore plus massives.

En analysant la luminosité de ces galaxies pixel par pixel (avec une résolution d'environ 200 pc), les auteurs de l'étude obtiennent un résultat 3 à 10 fois plus élevé que celui obtenu à partir de la luminosité de leur image globale.

Pour comprendre ce qu'il se passe, les chercheurs expliquent que les populations stellaires sont un mélange d'étoiles petites et faiblement lumineuses d'une part, et d'étoiles massives et très brillantes d'autre part. Si nous regardons simplement la lumière combinée de toute une galaxie, les étoiles brillantes auront tendance à dominer complètement les étoiles faibles, les laissant inaperçues. Mais quand on scrute une galaxie pixel par pixel dans l'image, l'analyse montre clairement que des amas brillants formant des étoiles peuvent dominer la lumière totale, mais que la majeure partie de la masse se trouve en fait dans des étoiles plus petites.
Cet effet a été étudié auparavant, mais seulement à des époques beaucoup plus récentes de l'histoire de l'Univers (pas plus loin qu'un redshift de 3). Il s'agit ici de la première analyse spatialement résolue de galaxies ayant un redshift compris entre 5 et 9 confirmées par spectroscopie. Les multiples amas de formation d'étoiles ont été observés par les forts gradients de couleurs qui sont visibles en infrarouge. Cela indique une formation d'étoiles très éclatée se produisant à petite échelle (<1 kpc), et non à l'échelle de la galaxie, selon les chercheurs.
Ils montrent également comment les régions d'émission de raies intenses dominent complètement la lumière intégrée d'une galaxie, ce qui a pour effet de biaiser les ajustements vers les très jeunes âges de la population stellaire (moins de 10 Mégannées). Et seule une analyse résolue au niveau de chaque pixel démontre la présence de populations stellaires plus anciennes, moins lumineuses. L'analyse résolue pixel par pixel, non seulement multiplie la masse stellaire totale des galaxies par un facteur allant de 3 à 10 selon les cas, mais elle vieillit aussi ces populations stellaires, pour certaines de beaucoup plus d'un facteur 10...
La galaxie de l'échantillon qui subit la plus forte correction est aussi la plus lointaine des 5 (mais il n'y a pas de tendance observée en fonction du redshift). Il s'agit de la galaxie ID4590, située à un redshift z=8.498 (donc 600 millions d'années après le BigBang). Lorsque sa masse est estimée par la méthode intégrée, on trouve 10,9 millions de masses solaires (et un âge moyen des étoiles de seulement 1,9 mégannées), mais lorsque la masse est calculée par la méthode résolue, pixel par pixel, on trouve 122 millions de masses solaires... (pour un âge moyen de 111 mégannées).

Et ce n'est évidemment pas sans conséquence :

La masse stellaire est l'une des principales propriétés utilisées pour caractériser une galaxie, et le résultat de Giménez-Arteaga et al. souligne l'importance de pouvoir résoudre les galaxies, surtout les plus lointaines, qui semblaient déjà trop massives évaluées par la méthode intégrée... L'erreur systématique des estimations de masse stellaire trouvée par Giménez Arteaga et ses collaborateurs devrait avoir de fortes implications dans la forme et l'évolution de la fonction de masse stellaire à redshift élevé (la distribution du nombre de galaxies en fonction de leur masse stellaire), en particulier lorsque les échantillons sont limités à un petit nombre de candidats les plus brillants.
Si le phénomène se confirme, il indiquerait que le processus de formation des galaxies pourrait être beaucoup plus étendu et plus précoce qu'on ne le pensait auparavant (comme l'impliquerait d'ailleurs la présence de populations stellaires plus âgées, qui paraissent éclipsées par les étoiles les plus jeunes). Le modèle cosmologique standard était déjà mis sous forte tension par l'existence de galaxies jeunes trop massives, mais là, ça serait encore bien pire.

[stefjm]

C'est donc bien ce que j'avais à peu près compris : Galaxies trop massives qu'on ne devrait pas trouver à cette époque.