Le télescope spatial James-Webb a ouvert une nouvelle ère pour l’astronomie.
Lancé le 25 décembre 2021 et pleinement opérationnel depuis juillet, le télescope James-Webb offre des aperçus de l’univers qui étaient auparavant inaccessibles. Comme le télescope spatial Hubble avant lui, le James-Webb se trouve dans l’espace, ce qui lui permet de prendre des photos d’une précision étonnante, sans les distorsions de l’atmosphère terrestre.
Alors que Hubble est en orbite autour de la Terre à une altitude de 540 kilomètres, le James-Webb se trouve à 1,5 million de kilomètres, bien au-delà de la Lune. De cette position, loin des interférences de la chaleur réfléchie par notre planète, il peut collecter la lumière de l’univers jusque dans la partie infrarouge du spectre électromagnétique.
Cette position dans l’espace s’allie au gigantesque miroir du James-Webb, à ces détecteurs de pointe et à de nombreuses autres avancées technologiques, pour permettre aux astronomes de remonter jusqu’aux époques les plus reculées de l’histoire de l’univers.
En effet, l’univers se dilate (on parle d’« expansion »), ce qui étire la longueur d’onde de la lumière qui se dirige vers nous, et les objets plus éloignés apparaissent plus rouges. À des distances suffisamment grandes, la lumière d’une galaxie est entièrement déplacée, depuis la partie visible du spectre électromagnétique vers l’infrarouge. Le James-Webb est capable de sonder ces sources de lumière jusqu’aux temps les plus reculés, il y a près de 14 milliards d’années.
Le télescope Hubble reste un excellent instrument scientifique et peut voir à des longueurs d’onde optiques auxquelles le James-Webb n’a pas accès. Mais le télescope James-Webb peut voir beaucoup plus loin dans l’infrarouge avec une sensibilité et une netteté accrues.
Voici dix des images qui ont démontré la puissance stupéfiante de notre nouvelle fenêtre ouverte sur l’univers.
1. L’alignement des miroirs est terminé
La première image rendue publique d’alignement du James-Webb. Les astronomes l’ont comparée à des images précédentes de la même partie du ciel, comme celle de droite provenant de la Dark Energy Camera sur Terre.
NASA/STScI/LegacySurvey/C. Jacobs
Malgré des années de tests au sol avant le lancement, un observatoire aussi complexe doit être configuré et testé de façon approfondie une fois déployé dans l’espace.
Il a d’abord fallu déplier et aligner les 18 segments hexagonaux du miroir à une fraction de longueur d’onde de lumière près. En mars, la NASA a publié la première image prise avec le miroir entièrement aligné. Bien qu’il ne s’agisse que d’une image d’étalonnage, centrée sur une étoile, les astronomes l’ont immédiatement comparée aux images existantes de cette partie du ciel avec beaucoup d’enthousiasme.
2. Spitzer contre MIRI
Cette image montre une partie des « Piliers de la Création » dans l’infrarouge (voir ci-dessous) ; à gauche prise avec le télescope spatial Spitzer, et JWST à droite. Le contraste en termes de profondeur et de résolution est spectaculaire.
NASA/JPL-Caltech (gauche), NASA/ESA/CSA/STScI (droite)
Cette image, prise pendant la mise au point des caméras, est une démonstration spectaculaire de l’amélioration de la qualité des données du James-Webb par rapport à ses prédécesseurs.
À gauche, une image du télescope spatial Spitzer, un observatoire infrarouge spatial doté d’un miroir de 85 centimètres ; à droite, le même champ pris par la caméra MIRI et le miroir de 6,5 mètres du James-Webb. On distingue des centaines de galaxies qui étaient perdues dans le bruit des détecteurs du télescope Spitzer, ce qui illustre encore la résolution et la capacité à détecter des sources beaucoup moins lumineuses du James-Webb, grâce à son miroir plus grand situé dans le noir – et surtout dans le froid.
3. La première image d’amas de galaxies
L’amas de galaxies SMACS 0723 photographié par Hubble à gauche et par le James-Webb à droite. Des centaines de galaxies supplémentaires sont visibles sur l’image infrarouge du James-Webb.
NASA/STSci
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Auteur: Colin Jacobs, Postdoctoral Researcher in Astrophysics, Swinburne University of Technology
