Des astronomes utilisant le télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA ont produit la carte la plus détaillée à ce jour du réseau cosmique – la vaste structure squelettique qui relie les galaxies à travers l'univers. Menée par des chercheurs de l'Université de Californie à Riverside, l'équipe a retracé cet échafaudage intergalactique jusqu'à l'époque où l'univers était un jeune d'un milliard d'années, prouvant que même l'architecture cosmique bénéficie d'une bonne rénovation.
Le réseau cosmique, pour les non-initiés, est l'épine dorsale structurelle de l'univers : des filaments et des feuilles de matière noire et de gaz entourant d'énormes vides, pour la plupart vides. Considérez-le comme la version universelle d'une toile d'araignée, sauf que les araignées sont des galaxies et que la soie est de la matière noire invisible. Les résultats, publiés dans The Astrophysical Journal, reposent sur COSMOS-Web, la plus grande enquête JWST à ce jour, qui a étudié comment les galaxies se sont arrangées au sein de ce réseau au cours de 13,7 milliards d'années d'histoire cosmique.
Depuis son lancement en 2021, JWST fait fléchir ses muscles infrarouges, détectant des galaxies faibles que les télescopes précédents ne pouvaient que rêver de voir. L'enquête COSMOS-Web couvre une parcelle de ciel d'environ la taille de trois pleines lunes, spécialement conçue pour cartographier le réseau cosmique dans toute sa gloire. « JWST a complètement changé notre vision de l'univers », a déclaré Hossein Hatamnia, étudiant diplômé à l'UCR et auteur principal, ajoutant que pour la première fois, nous pouvons étudier l'évolution des galaxies depuis l'époque où l'univers avait un milliard d'années jusqu'à l'univers proche – à environ 1 milliard d'années-lumière de la Terre. (Une année-lumière, pour rappel, équivaut à environ 9,46 billions de kilomètres, soit à peu près la distance que vous parcourriez si vous conduisiez sans arrêt pendant un milliard d'années.)
Bahram Mobasher, professeur distingué à l'UCR et conseiller de Hatamnia, a noté que la carte de JWST révèle bien plus que les observations précédentes de Hubble de la même zone. « Ce qui ressemblait à une structure unique se résout maintenant en plusieurs », a déclaré Mobasher, laissant entendre que Hubble utilisait essentiellement des lunettes de lecture tandis que JWST a un examen complet d'optométriste. Les doubles atouts du télescope – détecter plus de galaxies faibles et mesurer les distances bien plus précisément – permettent de placer chaque galaxie dans la bonne tranche de temps cosmique, affinant la résolution de la carte.
Dans un geste rare de générosité scientifique, l'équipe a publié les cartes de structure à grande échelle au public, y compris un catalogue de 164 000 galaxies, leur densité cosmique, et une vidéo montrant l'évolution du réseau cosmique sur des milliards d'années. L'article, intitulé « Large-Scale Structure in COSMOS-Web: Tracing Galaxy Evolution in the Cosmic Web up to z ∼ 7 with the Largest JWST Survey », impliquait des chercheurs des États-Unis, du Danemark, du Chili, de la France, de la Finlande, de la Suisse, du Japon, de la Chine, de l'Allemagne et de l'Italie. Le financement provenait du programme Horizon 2020 de l'Union européenne, car même la structure de l'univers a besoin de subventions de l'UE pour être correctement cartographiée.