Le télescope spatial James Webb : une prouesse technologique pour observer l’Univers lointain

Un successeur au légendaire télescope Hubble

Le télescope spatial James Webb est le successeur tant attendu du célèbre télescope Hubble, lancé en 1990. Contrairement à Hubble qui évolue en orbite terrestre basse, James Webb a été placé à 1,5 million de kilomètres de la Terre, au point de Lagrange L2 du système Soleil-Terre.

Ce lieu présente l’avantage d’être thermiquement stable et à l’abri des interférences lumineuses pouvant nuire aux observations. De plus, il permet au télescope de conserver une même face toujours orientée vers le cosmos profond.

James Webb est le fruit d’une immense collaboration internationale, pilotée par la NASA en partenariat avec l’ESA (Agence Spatiale Européenne) et l’ASC (Agence Spatiale Canadienne). Près de 10 000 personnes à travers 14 pays ont contribué à ce projet titanesque durant 3 décennies, pour un budget total dépassant les 10 milliards de dollars.

Un miroir géant pliable pour l’infrarouge

La révolution de James Webb réside dans son immense miroir primaire de 6,5 mètres de diamètre, offrant une surface collectrice de lumière 7 fois supérieure à Hubble. De plus, ce miroir est composé de 18 segments hexagonaux capables de se déformer légèrement pour offrir une mise au point parfaite.

L’ensemble est optimisé pour observer dans l’infrarouge, au-delà des capacités de Hubble. Cela permettra de traverser les épais nuages de poussière interstellaire pour révéler des galaxies invisibles dans le spectre visible. On pourra aussi analyser les atmosphères d’exoplanètes lointaines.

Pour fonctionner correctement, ce télescope doit être maintenu à une température extrêmement basse, inférieure à -230°C. Un énorme pare-soleil de la taille d’un court de tennis a donc été développé pour protéger les instruments.

Quatre instruments scientifiques révolutionnaires

James Webb emporte 4 instruments optimisés pour l’infrarouge :

La caméra NIRCam, équipée de filtres infrarouges et d’une couronne de lentilles pour corriger l’aberration chromatique.
Le spectrographe NIRSpec, capable d’observer les spectres de plus de 100 objets simultanément.
L’imageur MIRI, avec des détecteurs ultra-sensibles pour l’infrarouge moyen (5-28 microns).
L’imageur NIRISS, dédié à l’analyse d’atmosphère d’exoplanètes par spectroscopie.
Ces instruments permettront d’étudier la formation stellaire, les trous noirs supermassifs ou encore la possibilité d’une vie extrasolaire.

Un voyage périlleux de 30 jours jusqu’au point L2

Pour rejoindre son orbite distante, James Webb fut lancé par une fusée Ariane 5 depuis le port spatial de Kourou en Guyane le 25 décembre 2021. Le voyage a duré 30 jours, nécessitant des manoeuvres de corrections orbitales complexes.

Une fois arrivé à destination, une chorégraphie minutieuse de déploiements et d’activation des instruments a débuté. En tout, le télescope comporte 350 points de défaillance potentielle ! Heureusement, cette phase risquée s’est déroulée sans encombre.

Les premières observations colorées livrent leur lot de surprises

Après 6 mois de tests et de calibrage, les premières images scientifiques tant attendues ont été dévoilées en juillet 2022. Elles ont livré le plein potentiel du James Webb avec des niveaux de détails bluffants.

On a pu admirer la nébuleuse de la Carène, le Quintette de Stephan et les images de champs profonds comme celles de l’amas de galaxies SMACS 0723, montrant des milliers de galaxies ténues formées peu après le Big Bang.

Mais les images ont aussi apporté leur lot de surprises, comme la détection de galaxies massives très matures déjà formées dans l’Univers jeune, remettant en cause les théories actuelles de formation des galaxies.

Un bond dans le passé jusqu’aux premiers âges de l’Univers

Grâce à sa vision infrarouge, James Webb pourra observer l’Univers jusqu’à 13,5 milliards d’années-lumière. On remontera ainsi jusqu’à seulement 100 à 200 millions d’années après le Big Bang, la naissance de l’Univers !

Le télescope étudiera comment se forment les premières galaxies et étoiles, et révélera des détails fascinants sur des objets connus comme les trous noirs supermassifs au coeur des galaxies.

Ses observations permettront aussi d’analyser les atmosphères d’exoplanètes rocheuses pour y détecter des signes de vie extraterrestre. Bref, James Webb s’apprête à révolutionner complètement notre vision de l’Univers !

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