Le télescope Webb vient de prendre la photo la plus profonde de l’univers jamais vue

Voici ce à quoi nous savons nous attendre du premier dépôt de photos le 12 juillet.

Dans quelques jours, les scientifiques publieront une photo sans précédent de l’univers, pénétrant plus profondément dans le cosmos que jamais et révélant certaines des étoiles et des galaxies les plus anciennes.

L’image est l’une des 10 à 20 photos qui proviendront du télescope spatial James Webb, l’observatoire par excellence dans le ciel, le 12 juillet, ont confirmé des responsables de la NASA lors d’une conférence de presse mercredi. Pour les quelques scientifiques qui ont vu un aperçu, les nouveaux instantanés ont inspiré de profondes expériences existentielles et en ont laissé certains au bord des larmes, ont-ils déclaré.

« C’est un moment émouvant de voir la nature révéler soudainement certains de ses secrets », a déclaré Thomas Zurbuchen, administrateur associé de la NASA pour les missions scientifiques. « Ce n’est pas une image. C’est une nouvelle vision du monde. »

Le télescope a été lancé depuis la Terre il y a environ six mois, le matin de Noël, et tourne maintenant autour du soleil à près d’un million de kilomètres. L’administratrice adjointe de la NASA, Pam Melroy, une ancienne astronaute, a déclaré cette semaine que l’équipe s’attend à ce que le télescope fonctionne pendant longtemps : il a suffisamment de carburant à bord pour soutenir la recherche au cours des 20 prochaines années.

Les images de test d’alignement du télescope ont déjà montré la netteté et la clarté inégalées du télescope infrarouge. Mais ces images à venir seront les premières en couleur et démontreront également les capacités scientifiques de Webb.

Les images et les données scientifiques seront déployées lors d’un événement diffusé à partir de 10 h 30 HE le 12 juillet du Goddard Space Flight Center de la NASA dans le Maryland. Le public peut regarder la couverture en direct sur NASA TV et sur le site Web de l’agence.

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Prendre des photos avec cette machine complexe, équipée de quatre instruments scientifiques, n’est pas comme pointer un smartphone vers le ciel et cliquer. Il faut quelques semaines de traitement de rames de données pour qu’une image finale émerge.

« Lorsque vous obtenez les données, elles ne ressemblent en rien à une belle image en couleur. Elles ne ressemblent pratiquement à rien du tout », a déclaré l’astronome Klaus Pontoppidan, scientifique du projet Webb au Space Telescope Science Institute. « Ce n’est que lorsque vous savez, en tant qu’expert, ce qu’il faut rechercher que vous pouvez les apprécier. »

Les responsables de la NASA ont également déclaré qu’ils présenteraient la première étude atmosphérique du télescope d’une planète en dehors de ce système solaire, dans ce qu’on appelle un spectre d’exoplanètes. Les données lumineuses fournissent aux astronomes des informations détaillées sur le type de molécules qui existent dans une atmosphère.

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Webb, une collaboration de la NASA, de l’Agence spatiale européenne et de l’Agence spatiale canadienne, observera certaines des lumières les plus anciennes et les plus faibles de l’univers. Le puissant télescope étudiera une période moins de 300 millions d’années après le Big Bang, lorsque bon nombre des premières étoiles et galaxies sont nées. Les scientifiques l’utiliseront également pour scruter les atmosphères d’autres mondes. Les découvertes d’eau et de méthane, par exemple – les principaux ingrédients de la vie – pourraient être des signes d’habitabilité potentielle ou d’activité biologique.

Les astronomes prévoient que Webb déclenchera un âge d’or dans notre compréhension de l’univers. Cette première récolte de cibles d’images cosmiques a été choisie pour montrer le télescope à son plein potentiel tout en ne sapant pas certaines des observations prévues prévues plus tard dans l’année.

Mais la NASA reste discrète sur ce qui va arriver. Voici ce que nous savons jusqu’à présent.

Que veulent-ils dire par la photo « la plus profonde » à ce jour ?

Si la photo Webb va aller plus loin que ce que les humains ont vu auparavant, elle doit surpasser l’enquête Ultra Deep Field du télescope spatial Hubble, capturé il y a environ 20 ans. La célèbre et vaste image montre près de 10 000 galaxies d’âges, de tailles, de formes et de couleurs différents.

En astronomie, regarder plus loin se traduit par l’observation du passé car la lumière et les autres formes de rayonnement mettent plus de temps à nous parvenir. Dans le champ profond de Hubble, les plus anciennes galaxies visibles remontent aux 800 premiers millions d’années après le Big Bang. C’est une période incroyablement précoce par rapport à l’âge estimé de l’univers de 13,8 milliards d’années.

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Mais Webb a été conçu pour voir une période encore plus ancienne, en utilisant un miroir primaire beaucoup plus grand que Hubble – 21 pieds de diamètre contre un peu moins de 8 pieds – et en détectant la lumière invisible aux longueurs d’onde infrarouges. En bref, beaucoup de poussière et de gaz dans l’espace obscurcissent la vue de sources de lumière extrêmement éloignées et intrinsèquement faibles, mais les ondes infrarouges peuvent pénétrer à travers les nuages. Un scientifique de Webb a déclaré que le télescope était si sensible qu’il pouvait détecter la chaleur d’un bourdon sur la lune.

« L’objectif initial de cette mission était de voir les premières étoiles et galaxies », a déclaré Eric Smith, scientifique du programme Webb, « pas la première lumière de l’univers mais de regarder l’univers allumer les lumières pour la première fois ».

Que nous dira ce « spectre d’exoplanètes » ?

L’équipe Webb présentera le premier spectre d’exoplanètes du télescopeune étude de la lumière qui traverse l’atmosphère d’une planète, révélant quelles molécules s’y trouvent.

Les astronomes ont trouvé environ 5 000 soi-disant exoplanètes, des mondes qui orbitent autour d’étoiles autres que le soleil, mais statistiquement parlant, il devrait y en avoir plus de façon exponentielle. L’univers pourrait avoir peut-être plus de 100 milliards de galaxies, chacune avec des centaines de milliards d’étoiles, selon The Planetary Society. Si la plupart des étoiles ont une ou plusieurs planètes autour d’elles, il pourrait y avoir de l’ordre de « milliards de billions » d’exoplanètes là-bas.

Les scientifiques peuvent utiliser Webb pour étudier les atmosphères des planètes. Lorsque des exoplanètes se croisent devant leur étoile hôte, la lumière de l’étoile est filtrée à travers cette atmosphère. Les molécules dans l’atmosphère absorbent certaines longueurs d’onde lumineuses, ou couleurs, donc en divisant la lumière de l’étoile en ses parties de base – un arc-en-ciel – les astronomes peuvent détecter quels segments de lumière manquent pour discerner la composition moléculaire d’une atmosphère.

« C’est un moment émouvant quand on voit la nature dévoiler soudainement certains de ses secrets. »

Savoir ce qu’il y a dans l’atmosphère d’une autre planète est important, disent les scientifiques. La composition de l’atmosphère terrestre a changé, par exemple, lorsque la vie est apparue sur la planète, révélant du dioxyde de carbone et de l’azote. Les chercheurs pensent qu’en étudiant les atmosphères, ils peuvent déterminer si d’autres planètes pourraient abriter ou être hospitalières à la vie.

Bien que les chercheurs n’aient pas divulgué l’exoplanète qu’ils ont étudiée, il est probable que ce ne soit pas un monde rocheux comme la Terre. Les exoplanètes géantes gazeuses, de composition similaire à Jupiter, sont plus faciles à analyserdonc les astronomes ont probablement ciblé l’un d’entre eux en premier.

Certaines des photos sont-elles dans le système solaire ?

Il n’est pas encore clair si la première photo de Webb inclura des images de planètes voisines ou d’objets spatiaux.

Les premières images devraient mettre en évidence les thèmes scientifiques qui ont inspiré la mission : des informations sur l’univers primitif, l’évolution des galaxies à travers le temps, la vie et la mort des étoiles et les caractéristiques des autres mondes.

D’ici le 12 juillet, l’équipe Webb aura effectué 120 heures d’observations, recueillant cinq jours de données scientifiques. Cinq jours plus tard, ils auront probablement doublé cette production, a déclaré Jonathan Gardner, scientifique principal adjoint du projet Webb.

« Si nous ne voyons rien dans notre système solaire le 12 juillet, nous verrons certainement les planètes très bientôt. »

« Il existe un » programme scientifique de publication anticipée « qui se concentre sur Jupiter et les lunes de Jupiter et le système jovien », a déclaré Gardner, « donc si nous ne voyons rien dans notre système solaire le 12 juillet, nous verrons certainement les planètes très bientôt. »

Ce programme, développé par le Space Telescope Science Institute et le comité consultatif Webb, se concentrera sur la transmission d’un grand nombre de données initiales aux scientifiques afin qu’ils puissent apprendre les capacités du télescope et rédiger de meilleures propositions de recherche. Cette période couvrira les cinq premiers mois de fonctionnement de l’observatoire.

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Quels sont les autres sujets d’image possibles pour le télescope Webb ?

Bien qu’il ne soit pas clair quelles autres images « wow » figureront parmi cette première photo, l’équipe Webb a fourni quelques indices sur leur programme en fonction de la façon dont ils ont divisé le temps de l’observatoire pour les travaux scientifiques.

La plus grande partie du temps – environ un tiers du programme – sera consacrée à l’étude des galaxies et du gaz et de la poussière qui existent entre elles. Le reste des priorités :

• 25% d’exoplanètes et leurs origines

• 20 % des cycles de vie des étoiles, en se concentrant sur leur naissance et leur mort

• 10 % de galaxies avec des trous noirs supermassifs au centre, comme la Voie lactée

• 5% consacrés aux autres planètes et comètes du système solaire terrestre

• 5% ou plus consacrés à la cosmologie et à l’expansion de l’univers

Il est juste de dire que beaucoup, sinon la totalité, des images à venir dans le communiqué seront surnommées « premières » en astronomie.

« Avec ce télescope », a déclaré Zurbuchen, « il est vraiment difficile de ne pas battre des records. »