Des observations récentes du télescope spatial James Webb ont révélé des motifs et des structures complexes au sein de la poussière interstellaire, flottant entre les étoiles. Ces nouvelles images offrent une vue affinée du flux et de la turbulence du milieu interstellaire près du reste de supernova connu sous le nom de Cassiopée A, qui a explosé il y a plusieurs centaines d'années.
La lumière de cette explosion a voyagé vers l'extérieur, se réfléchissant et chauffant la fine poussière qu'elle rencontre. Ce matériau est si rare et faible que sa complexité a largement échappé aux chercheurs jusqu'à présent. Grâce aux capacités infrarouges de Webb, les scientifiques peuvent désormais obtenir une compréhension plus complète de la structure de l'environnement interstellaire.
Fait remarquable, des changements dans ces structures peuvent être observés sur une échelle de temps de jours. Le télescope a capturé plusieurs images d'un 'filament' de poussière près de Cassiopée A en août et septembre 2024, révélant des altérations significatives alors que la lumière traversait les stries cosmiques, produisant un phénomène connu sous le nom d'écho lumineux.
'Nous voyons des couches comme une onion,' a déclaré l'astronome Josh Peek de l'Institut de science du télescope spatial. 'Nous croyons que chaque région dense remplie de poussière que nous observons, et beaucoup que nous ne voyons pas, ressemble à cela à l'intérieur. Nous n'avons tout simplement jamais eu la chance de regarder à l'intérieur jusqu'à présent.'
Les échos lumineux peuvent créer certaines des vues les plus époustouflantes de la galaxie. Ils se produisent lorsqu'une étincelle de lumière rayonne dans l'espace et rencontre une barrière physique, comme des nuages de poussière cosmiques, la réfléchissant à un moment différent de l'explosion initiale. Ce phénomène peut être utilisé pour cartographier et comprendre l'espace et les objets qui s'y trouvent.
À ce jour, la plupart des échos lumineux détectés proviennent d'événements très brillants ou de poussière dense près de la source lumineuse, comme on le voit dans l'étoile V838 Monocerotis. La poussière plus fine, située plus loin de la source, est beaucoup plus difficile à observer.
Le télescope infrarouge de Webb est optimisé pour détecter la lumière faible que d'autres instruments ne peuvent pas capter ; ainsi, les astronomes ont ciblé un filament de poussière situé près et derrière, mais sans lien avec, Cassiopée A, une étoile vue exploser à 11 000 années-lumière dans les années 1670. Ce filament a été précédemment identifié comme un écho lumineux par le télescope spatial Spitzer de la NASA, maintenant à la retraite, qui manquait de la résolution de Webb.
'Nous avons été assez choqués de voir ce niveau de détail,' a déclaré l'astronome Jacob Jencson de l'Institut de technologie de Californie.
Peut-être la découverte la plus surprenante était que l'environnement est organisé en 'feuilles' de matériau dense, avec des nœuds et des spirales, ressemblant à des nœuds que l'on pourrait voir dans la fibre d'un arbre. Les chercheurs ont pu observer des détails s'étendant sur environ 400 unités astronomiques, soit 400 fois la distance entre la Terre et le Soleil.
Les chercheurs pensent que ces structures pourraient être liées aux lignes de champ magnétique traversant l'espace. Si tel est le cas, étudier l'évolution des échos lumineux ouvre une nouvelle ère dans l'étude de la turbulence magnétisée.