LE TÉLESCOPE JAMES-WEBB DÉVOILE NOTRE JEUNE UNIVERS
Dévoilée le 11 juillet, la première image prise par le télescope James-Webb : un amas de galaxies situées à environ quatre milliards d’années - lumière. Un voyage dans le champ profond de l’univers, il y a environ 13,8 milliards d’années. © NASA

LE TÉLESCOPE JAMES-WEBB DÉVOILE NOTRE JEUNE UNIVERS

29 juillet 2022
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SCIENCES-ASTRONOMIE

La Nasa a présenté, les 11 et 12 juillet, les premiers clichés pris par le plus grand téléscope du monde. Ces somptueuses images montrent des galaxies formées peu après le big bang et révolutionnent le savoir sur l’origine de l’espace.

Du jamais-vu. Un véritable feu d’artifice d’étoiles. Le plus puissant des télescopes construits par la Nasa, par l’Agence spatiale européenne et par l’Agence spatiale canadienne, le James-Webb Space Telescope (JWST), a dévoilé le 11 juillet le fantastique cliché en couleurs du premier champ profond de l’Univers. C’est l’endroit le plus éloigné de la Terre jamais photographié, montrant des galaxies formées pour certaines d’entre elles il y a 13,8 milliards d’années, peu après le big bang.
Cette image infrarouge, qui a nécessité un temps d’observation de douze heures et demie, est la plus profonde et la plus nette de l’amas de galaxies Smacs 0723. Agissant comme une loupe, un effet appelé lentille gravitationnelle, cet amas de galaxies a permis de faire apparaître derrière lui des centaines d’étoiles orangées plus lointaines, donc bien plus anciennes.

« Une nouvelle ère a commencé pour l’astronomie »

D’une beauté et d’une précision inégalées, ce premier cliché qui va marquer l’histoire de l’astronomie témoigne du parfait succès du télescope spatial, cent fois plus puissant que son illustre prédécesseur Hubble. Lancé le 25 décembre 2021 par une fusée Ariane 5, JWST a parcouru 1,5 million de kilomètres (quatre fois la distance de la Terre à la Lune) pour arriver fin janvier en orbite autour du point dit « de Lagrange L2 ». De là, il réalise ses observations dans l’infrarouge afin d’étudier les objets les plus éloignés et les moins chauds et de remonter ainsi dans le temps.

Pour explorer l’Univers, JWST dispose de quatre instruments : une caméra NIRCam, qui fournit des images dans le proche infrarouge, et trois spectromètres infrarouges, qui mesurent la répartition des rayonnements complexes, dont MIRI fourni par l’Agence spatiale européenne, afin de scruter le coeur des galaxies abritant des exoplanètes.

Grâce à ces instruments, la Nasa a pu offrir au monde ce mardi 12 juillet quatre autres images extraordinaires illustrant toutes les possibilités d’observation du télescope : deux nébuleuses, ces gigantesques nuages de gaz et de poussières, une exoplanète (une planète en orbite autour d’une autre étoile que notre Soleil) et un groupe de galaxies en train de se percuter. La première des nébuleuses est celle de la Carène, la plus grande de notre galaxie, située à environ 7 600 années-lumière. C’est une pouponnière où naissent les étoiles, dont beaucoup sont massives, faisant plusieurs fois la taille de notre Soleil. Elle présente des couleurs variées dues à l’émission lumineuse d’atomes comme le soufre, l’hydrogène ou l’oxygène. La seconde nébuleuse dite de l’Anneau austral est un immense nuage de gaz entourant une étoile mourante située à 2 000 années-lumière.

L’Agence spatiale américaine a aussi présenté, ce mardi, la première spectroscopie de l’exoplanète WASP-96b, une planète géante de gaz, distante de 1 150 années-lumière. La spectroscopie permet de déterminer la composition chimique d’un objet lointain et d’étudier son atmosphère afin de déterminer si un développement de la vie est possible. Enfin, dernière cible du télescope, une image présente quatre galaxies en interaction dans la région dite du Quintette de Stephan, situé dans la constellation de Pégase, très éloignée de notre Voie lactée.

Avec ces premières images, c’est l’histoire de l’Univers depuis les origines qui se dévoile progressivement. Et ce n’est qu’un début puisque la mission de JWST va durer une vingtaine d’années. Les chercheurs peuvent dès maintenant commencer à interpréter les données collectées, ouvrant la voie à une très grande aventure scientifique. « Une nouvelle ère a commencé pour l’astronomie », résume Jonathan Lunine, planétologue et physicien à l’université Cornell.

« INVISIBLE POUR LES YEUX MAIS PAS POUR LE JWST »

Nébuleuse de la Carène
Vue de la nébuleuse de la Carène en infrarouge, des étoiles jusqu’alors invisibles. © NASA

Astrophysicien au CEA, David Elbaz est l’auteur de « la Plus Belle Ruse de la lumière » (Edition Odile Jacob, 2021). Il nous en dit plus sur la comparaison entre Hubble et le Télescope Spatial James-Webb.

LDA : En quoi le fait de voir dans l’infrarouge rend le télescope spatial James-Webb encore plus révolutionnaire que le télescope Hubble ?

David Elbaz : Dès le lancement d’Hubble, on savait qu’il y aurait des manques. Sous l’effet de l’expansion de l’Univers, les particules de lumière passent dans l’infrarouge, si bien qu’il y a toute une partie de l’Univers qui est invisible. Mais « l’essentiel est invisible pour les yeux mais pas pour le James-Webb ». En voyant dans l’infrarouge, il pourra aller aux confins de l’Univers et assister à la naissance des galaxies et des planètes dans les disques de poussière. De plus, il pourra aussi détecter des molécules complexes, autrement dit de possibles signatures de la vie dans l’atmosphère des exoplanètes, lesquelles ont été découvertes depuis le milieu des années 1990 et dont on ignorait totalement l’existence quand on a initié ce projet spatial.

LDA : En saura-t-on plus sur les trous noirs ?

David Elbaz : Étant donné la grandeur du télescope, celui-ci est capable de voir derrière les nuages denses, là même où se cachent les trous noirs. Nous espérons que les nouvelles données permettront de répondre à une controverse qui agite la communauté scientifique à leur propos : les trous noirs sont-ils des tueurs de galaxies ? On est plusieurs à penser qu’ils ont un rôle plus subtil, lequel pourra être précisé grâce au JWST, qui remontera jusqu’à la naissance des galaxies.

LDA : Comment est organisé le temps de recherche du JWST ?

David Elbaz : Les consortiums internationaux qui conçoivent et fabriquent les instruments ont un temps garanti de neuf cents heures la première année de fonctionnement du télescope. Le CEA et le Cnes, à l’origine de l’imageur Mirim, utiliseront ces heures pour étudier l’atmosphère des exoplanètes. À côté du temps garanti, du temps est attribué à des équipes ayant participé à la compétition scientifique à l’occasion d’appels d’offres qui sont de deux ordres, ceux concernant des grands programmes dont les résultats seront accessibles à toute la communauté et ceux avec un droit de propriété d’un an. Seule la première année est programmée.

Il faudra s’habituer à des images jamais vues desquelles vont apparaître des choses insoupçonnées qui feront l’objet de recherches élaborées au fur et à mesure de la mission du JWST.

 

 

 

 

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