Le télescope spatial James Webb de la NASA révèle l’émergence de pouponnières stellaires et d’étoiles individuelles dans la nébuleuse de la Carène. Image : NASA, ESA, CSA, et STScI.
Cette semaine, la NASA et ses partenaires ont publié les premières images et données en couleur du télescope spatial James Webb (JWST), un exploit scientifique et technique qui a donné à l’humanité l’aperçu le plus éloigné de l’espace à ce jour. Le monde a maintenant vu des images stupéfiantes de l’histoire cosmique – des étoiles qui se forment et meurent, de la vapeur d’eau sur des planètes situées à plus de 1 000 années-lumière.
Le début du voyage
Aussi profondes et éclairantes que soient ces images, qui nous permettent déjà de mieux comprendre l’univers, elles ne sont que le début d’un voyage qui durera des décennies pour le JWST.
« Nous faisons des découvertes, et nous n’avons même pas encore commencé (notre travail) », indiquait Eric Smith, directeur adjoint du programme Webb de la NASA, aux journalistes cette semaine. Les premières images, précise-t-il, « étaient plus ou moins des exercices pratiques avec les instruments… les promesses de ce télescope sont étonnantes ».
Pour comprendre tout le potentiel du JWST, il faut commencer par deux faits fondamentaux. Premièrement, le JWST est l’observatoire le plus grand et le plus puissant jamais envoyé dans l’espace. Deuxièmement, le JWST collectera des données dans l’espace pendant très longtemps.
Les premières images ne sont que les résultats de 120 heures d’observation – cinq jours de données. L’une d’entre elles, la nouvelle image du Quintette de Stephan, contient plus de 150 millions de pixels et a été construite à partir de près de 1 000 fichiers images distincts. Jeudi, la mission Webb rendra publics quelque 40 téraoctets de données brutes recueillies par le télescope.
En attendant, le télescope dispose de suffisamment de carburant pour continuer à faire des observations dans l’espace pendant les 20 prochaines années. « C’est une quantité incroyable de données qui vont descendre », estime le scientifique du projet Webb, Klaus Pontoppidan.
Des images spectaculaires aux découvertes scientifiques
Maintenant que les données sont transmises, il est temps pour les scientifiques de se mettre au travail.
La première année de travail du JWST a été planifiée, avec des propositions sélectionnées par des scientifiques du monde entier dans le cadre d’une compétition avec examen par les pairs. Lorsque ces scientifiques recevront les données, ils traiteront les images et les spectres.
« Certaines découvertes seront très rapides – Webb est suffisamment puissant pour que certains nouveaux résultats deviennent évidents », expliquait Jonathan Gardner, responsable scientifique principal adjoint du projet Webb, aux journalistes le mois dernier. « D’autres découvertes prendront plus de temps, car nous poussons Webb et ses instruments jusqu’aux limites de leurs capacités. »
Les scientifiques publieront les résultats dans des revues professionnelles, mais le Space Telescope Science Institute publiera également des informations et des images, rendant ces découvertes accessibles au public.
Jusqu’à présent, le télescope fonctionne mieux que prévu, note Jonathan Gardner, avec une mise au point plus nette, et les instruments dépassent également leurs exigences. « Les premières images seront spectaculaires, mais les découvertes scientifiques de l’année prochaine seront vraiment étonnantes. »
Des « scientifiques citoyens » à l’observation
Les scientifiques professionnels ne seront pas les seuls à étudier les images du télescope James Webb. Parmi les propositions gagnantes figurent déjà les contributions d’un « scientifique citoyen ».
Dan Caselden, un professionnel de la sécurité informatique du Massachusetts, est co-investigateur d’une proposition gagnante pour l’observation du JWST. Cette proposition, intitulée « Explication de la diversité des mondes froids« , portera sur l’étude d’un groupe de 12 planètes naines brunes qui semblent toutes avoir la même température, mais dont la luminosité infrarouge est différente.
Cet automne, les scientifiques – professionnels ou non – seront invités à soumettre leurs propositions pour le deuxième cycle d’observations à temps garanti (GTO) de Webb, qui débutera mi-2023.
Des dizaines d’exoplanètes à observer
Le premier cycle d’observations couvrira toute la gamme des possibilités, des champs de galaxies les plus profonds aux planètes les plus rocheuses. Au cours de sa première année dans l’espace, le télescope James Webb observera des dizaines d’exoplanètes, selon l’astronome Nestor Espinoza.
« Des planètes rocheuses aux planètes géantes, chaudes, froides – tout ce que vous voulez », fait valoir l’expert en exoplanètes. « Toute la diversité est là en cette première année, alors je suis impatient de voir ce qui en sortira. »
D’ores et déjà, ajoute-t-il, le télescope ramènera des observations du système TRAPPIST-1, un système solaire comprenant des planètes qui pourraient se trouver dans la zone habitable.
Des images complémentaires
Comme James Webb est un télescope infrarouge, il peut capturer des informations sur le contenu de l’atmosphère d’une planète. Les images capturées par le télescope complètent les images prises par le télescope spatial Hubble, qui capte les longueurs d’onde visibles.
Le scientifique du projet Webb, Alex Lockwood, a comparé les deux télescopes à l’obtention d’un examen physique ainsi que de radiographies. « Lorsque vous recevez une radiographie (…) c’est très différent de ce que vous voyez lorsque vous regardez la personne. Mais cela vous donne beaucoup plus d’informations, et c’est complémentaire. »
En plus d’associer les images de Hubble et de Webb, les scientifiques pourront également améliorer leurs recherches grâce aux informations de la mission LIGO, qui mesure les ondes gravitationnelles.
« Nous ne savons pas ce que nous allons trouver »
Si les images de Webb ont déjà enthousiasmé les scientifiques, il faudra peut-être attendre plusieurs années pour en apprécier toute la portée, prédit René Doyon, chercheur principal de l’un des instruments de Webb.
Hubble, par exemple, a été conçu pour mesurer la constante de Hubble, mais personne n’aurait pu prédire qu’il aiderait les scientifiques à découvrir que l’univers est en expansion à un rythme accéléré.
« Nous avons conçu ce télescope et cet instrument pour faire de la science incroyable », confie-t-il. « Mais en réalité, nous ne savons pas ce que nous allons trouver. »
Source : ZDNet.com