Les astronomes canadiens rongent leur frein pour la publication des premières images du télescope James Webb


Mise à jour : Dimanche soir, la NASA a annoncé que le président américain Joe Biden publiera une image aujourd’hui à 17 h HE.

Il y a environ 13,8 milliards d’années, la base de tout ce que nous sommes, de tout ce que nous avons compris, est née.

La plupart des gens connaissent cet événement sous le nom de Big Bang, mais la création de ce que nous voyons aujourd’hui a pris du temps. Beaucoup. Au cours de milliards d’années, il s’est transformé à partir d’un lieu de densité et de température élevées, puis s’est dilaté puis s’est refroidi. Finalement, les éléments les plus simples se sont formés, comme l’hydrogène et l’hélium, toujours les éléments les plus abondants de notre univers.

Les premières étoiles se sont allumées, perçant l’obscurité marécageuse. Puis ils se sont agglutinés pour former des galaxies, des îlots d’étoiles dans ce vide obscur, voire des superamas de centaines à des milliers de galaxies toutes reliées entre elles. Des supernovas – de violentes explosions d’étoiles massives – ont explosé dans ces îles étoilées, créant plus d’étoiles et éventuellement de planètes. Comme la Terre, où la vie a surgi en abondance.

Mardi, le télescope le plus puissant jamais construit aidera l’humanité à retracer ses racines jusqu’au début des temps en regardant à travers le gaz et la poussière, faisant la lumière sur ce qui était jusqu’à présent invisible.

Et peut-être même révéler une atmosphère autour d’une exoplanète.

Le télescope spatial James Webb (JWST), une mission conjointe entre la NASA, l’Agence spatiale canadienne (ASC) et l’Agence spatiale européenne (ESA), publiera plusieurs images – cinq au moins – de scruter à travers l’obscurité et la poussière à l’époque où l’univers en était à ses balbutiements.

Vendredi, les agences ont annoncé leurs objectifs :

  • SMACS 0723un amas de galaxies qui déforment la lumière des objets derrière eux, permettant aux astronomes de voir des galaxies lointaines et faibles derrière eux.
  • WASP-96bune planète gazeuse géante située à 1 150 années-lumière de la Terre.
  • La Nébuleuse de l’anneau sud.
  • Quintette de Stéphanune collection de cinq galaxies.
  • Et l’une des nébuleuses les plus magnifiques du ciel nocturne, la Nébuleuse de la Carène.

« Vous allez voir des images absolument époustouflantes », a déclaré René Doyon, professeur à l’Université de Montréal et chercheur principal du NIRISS, l’un des quatre instruments scientifiques du télescope spatial James Webb.

Le JWST est une centrale électrique de 10 milliards de dollars. Assis sur une orbite au-delà de la lune, le télescope est plus grand et donc beaucoup plus puissant que le télescope spatial Hubble qui orbite autour de la Terre. Il a également des capacités différentes de celles de Hubble et, par conséquent, est capable de remonter plus loin dans le temps jusqu’à l’époque où l’univers en était à ses balbutiements.

Le Canada a joué un rôle majeur dans les capacités de Webb. Premièrement, il y a le capteur de guidage fin (FGS) de fabrication canadienne, qui est essentiel pour maintenir le télescope sur la cible.

Il y a aussi le NIRISS (Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph), qui aidera les astronomes à étudier les atmosphères des exoplanètes et à observer les galaxies lointaines.

La nébuleuse de l’anneau sud, également connue sous le nom de nébuleuse « à huit éclats », car elle ressemble à un huit lorsqu’elle est vue à travers certains télescopes, est visible dans l’hémisphère sud. La nébuleuse mesure près d’une demi-année-lumière de diamètre et 2 000 années-lumière de distance. Les gaz s’éloignent de l’étoile mourante en son centre à une vitesse de 14 kilomètres par seconde. (NASA/L’équipe Héritage de Hubble [STScI/AURA/NASA])

Grâce à la contribution du Canada, les astronomes d’ici auront beaucoup de temps pour utiliser le télescope.

« Les Canadiens devraient être fiers de [be part] de ce projet », a déclaré Doyon, qui travaille sur Webb depuis 20 ans. « Chaque image, chaque [bit] des données qui sortiront de Webb auront été guidées par l’œil, l’œil canadien de FGS. Alors… nous devrions certainement être fiers. »

Regardant plus profondément dans le passé

Plus un objet est éloigné, plus sa lumière met du temps à nous parvenir. Cela signifie que tout ce que nous voyons est tel qu’il est a été, pas tel qu’il est.

Les télescopes nous permettent de voir plus loin dans le temps en collectant une faible lumière. Plus le télescope est grand, plus il peut collecter de lumière et plus loin il peut voir.

Bien que Hubble ait pu voir des galaxies lointaines, il n’a pas la résolution de Webb, ce qui signifie que les images seront beaucoup plus nettes, révélant beaucoup plus de détails.

De plus, Webb voit dans le proche infrarouge, ce qui signifie qu’il peut voir à travers la poussière et les gaz qui pourraient autrement obscurcir les objets. Hubble voit principalement l’univers en lumière optique, comme l’œil humain, bien qu’il puisse également voir dans les longueurs d’onde ultraviolettes et proches de l’infrarouge. Webb, cependant, est optimisé pour voir dans l’infrarouge.

Tout cela pour dire que Webb scrutera plus profondément notre passé que jamais auparavant et fournira aux astronomes des détails incroyables.

« Il y a une différence entre la détection et l’étude en profondeur de quelque chose. Hubble avait vu des grains d’objets qui, selon nous, s’étaient formés quelques 100 millions d’années seulement après la naissance de l’univers », a déclaré Lamiya Mowla, astronome à l’Université de Toronto. Dunlap Institut d’astronomie et d’astrophysique.

« Cependant, ceux-ci doivent être étudiés encore plus en profondeur avec James Webb. Avec James Webb, nous pouvons en fait voir les objets pendant qu’ils se forment, juste après qu’ils se réchauffent ; les disques se forment ; les renflements des galaxies se forment. C’est le type de époque que nous pourrons voir avec le télescope spatial James Webb. »

Cette image montre le Hubble Ultra Deep Field 2012, une version améliorée de l’image Hubble Ultra Deep Field avec un temps d’observation supplémentaire. Elle a révélé pour la première fois une population de galaxies lointaines à des décalages vers le rouge compris entre 9 et 12, dont l’objet le plus éloigné observé à ce jour. Ces galaxies devront être confirmées par spectroscopie par le futur télescope spatial James Webb avant d’être considérées comme entièrement confirmées. (NASA, ESA, R. Ellis (Caltech))

Mowla, qui se spécialise dans l’évolution et la formation des galaxies, fait également partie du Canadian NIRISS Unbiased Cluster Survey (CANUCS), qui étudiera certaines des premières galaxies de l’univers.

Elle attend avec impatience la publication des premières images scientifiques et les regardera depuis l’Université St. Mary’s à Halifax avec d’autres membres de CANUCS, dont Chris Willott, un astronome du Centre de recherche Herzberg en astronomie et astrophysique du Conseil national de recherches Canada qui dirige la recherche. L’instrument utilisera NIRISS pour étudier les galaxies à différentes périodes de l’histoire de l’univers.

J’ai failli me casser la mâchoire la première fois que j’ai vu ces données.– René Doyon, professeur à l’Université de Montréal

Willott a dit qu’il avait déjà vu quelques premières images de test.

« C’est super excitant de voir enfin les données publiées », a déclaré Willott. « Cela fait des mois que je regarde ces images. Et elles sont tellement spectaculaires, et c’est vraiment excitant que le monde entier puisse les voir mardi. »

Il est impatient d’obtenir plus de données pour étudier l’évolution des galaxies, qui se présentent sous toutes sortes de formes et de tailles différentes.

« Je veux voir jusqu’où nous pouvons réellement remonter vers le début de l’univers. Nous savons que Webb va battre les records que nous pourrions obtenir de Hubble en termes de recul et de début dans l’univers nous pouvons regarder . Mais nous ne savons pas vraiment jusqu’où nous irons avec Webb. Et c’est quelque chose qui, je pense, prendra du temps.

‘Un nouveau chapitre’

Webb pourra non seulement voir certaines des premières galaxies, mais il pourra également détecter des atmosphères autour de planètes lointaines en orbite autour d’autres étoiles. En fin de compte, les astronomes espèrent que Webb sera en mesure de détecter toute signature potentielle de vie de ces exoplanètes.

« Je peux dire que [on] Le 12 juillet, nous tournons une nouvelle page sur un nouveau chapitre pour l’étude des atmosphères des exoplanètes », a déclaré Doyon. « La qualité des données est tout simplement incroyable. J’ai failli me casser la mâchoire la première fois que j’ai vu ces données. »

Alors que le grand public peut être ravi de voir de nouvelles images plus détaillées de notre univers, pour les astronomes, il s’agit avant tout de mettre la main sur les données à analyser.

Par exemple, a déclaré Doyon, il y a le célèbre système exoplanétaire connu sous le nom de TRAPPIST-1, qui compte sept planètes, dont trois se trouvent dans la zone habitable, une région autour d’une étoile où l’eau peut exister à la surface d’une planète.

Ce graphique montre, sur la rangée du haut, les conceptions d’artistes des sept planètes de TRAPPIST-1 avec leurs périodes orbitales, les distances de leur étoile, les rayons et les masses par rapport à ceux de la Terre. La rangée du bas montre des données sur Mercure, Vénus, la Terre et Mars. (NASA/JPL-Caltech)

« La seule façon de savoir s’ils ont de l’eau à leur surface est de mesurer l’atmosphère », a-t-il déclaré. « Et Webb a la capacité de le faire et en particulier l’instrument NIRISS. »

Mais ce n’est que le début de la recherche sur les exoplanètes. Les astronomes espèrent éventuellement trouver des signatures de vie.

« La question suivante est : ont-ils de l’eau [their surfaces], la prochaine étape sera les biosignatures, un gaz qui n’est produit que par l’activité biologique. C’est long. Je veux dire, nous savons qu’il sera très difficile de détecter cela avec Webb, il faudra probablement toute une vie de JWST pour le faire, mais qui sait ? C’est la bonne chose à ce sujet : nous allons être pris par surprise. »

Mowla attend également d’être surpris en faisant des recherches sur l’évolution galactique.

« Vraiment, j’attends de voir quelque chose qui ne peut pas être expliqué par la théorie actuelle. Parce que c’est ce qui arrive toujours. Chaque fois que vous avez de nouvelles données et que vous regardez l’univers dans un domaine différent. Vous trouvez toujours quelque chose qui ira à l’encontre de votre théories et cela vous obligera à repenser beaucoup de choses », a-t-elle déclaré.



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