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James Webb : retour sur un an d’observations révolutionnaires

Il y a un an jour pour jour, la NASA dévoilait la toute première image du nouveau roi des télescopes. Une bonne occasion de se repencher sur ces 365 jours d’observations qui ont déjà bouleversé l’astronomie, bien au-delà des attentes des scientifiques.

Techniquement, l’aventure du James Webb Space Telescope a commencé le 25 décembre 2021, lorsqu’il a quitté la Terre à bord d’une fusée Ariane 5. Mais après ce lancement exceptionnellement maîtrisé, il ne s’est pas tout de suite mis à travailler. Il a fallu attendre plusieurs mois pour profiter des premières images, le temps d’atteindre son perchoir et de terminer les préparatifs. Les clichés tant attendus ont été révélés il y a un an jour pour jour, et cela mérite bien de revenir sur cette formidable aventure qui a commencé sur les chapeaux de roue.

Des débuts en fanfare

Le 12 juillet 2022, c’est le Président américain Joe Biden en personne qui a révélé la toute première image scientifique du bijou d’ingénierie de la NASA. Et pour ses grands débuts, cet engin à 10 milliards de dollars a frappé très fort.

La cible de ce cliché historique est SMACS 0723, une galaxie extrêmement massive située à la distance hallucinante de 4,6 milliards d’années-lumière. L’image en elle-même n’était pas particulièrement intéressante d’un point de vue esthétique ; en revanche, il s’agissait de la photo en infrarouge la plus lointaine de l’histoire. En d’autres termes, il a remonté le temps bien au-delà de ce dont les autres télescopes sont capables. Une entrée en matière qui a permis au grand public de prendre conscience des capacités du télescope.

Cette image a aussi joué un rôle important dans le processus de calibration. Et une fois les yeux infrarouges du Webb parfaitement ajustés, il a pu prendre une nouvelle série de photos non seulement plus belles, mais aussi plus intéressantes d’un point de vue scientifique.

Le cosmos vu sous un nouveau jour

Peu après la présentation de la première image, la NASA a ainsi enchaîné avec trois photos remarquables. Au menu : Carina Nebula, Stephan’s Quintet, et la Southern Ring Nebula. Toutes ces structures avaient déjà été observées par d’autres engins comme Hubble auparavant. Mais les images du Webb étaient beaucoup plus détaillées, grâce à la sensibilité exceptionnelle de ses capteurs.

Et surtout, puisqu’il observe dans l’infrarouge, il a pu s’aventurer au cœur de ces objets pour capturer des détails auxquels ses prédécesseurs n’avaient jamais eu accès, car ils étaient tous incapables de percer les immenses nuages de poussière et de gaz qui leur bouchaient la vue.

Quelques jours plus tard, il a récidivé avec deux nouvelles photos de galaxies à couper le souffle. Et là encore, ces clichés de NGC 628 et NGC 7496 fourmillaient de détails qui demeuraient complètement invisibles auparavant. Une aubaine pour les astronomes, qui ont directement pu en extraire des données importantes.

Un mois plus tard, la NASA a révélé ses premiers clichés de la nébuleuse de la Tarentule, une pouponnière à étoiles unique en son genre. Comme avec la première série d’images, celles-ci comportaient des détails cruciaux qui étaient complètement inaccessibles pour Hubble et ses congénères. Une excellente nouvelle pour les chercheurs qui travaillent sur la formation des étoiles, un sujet d’étude particulièrement important pour comprendre la dynamique globale du cosmos.

Ce constat valait également pour les deux séries d’images suivantes, qui étaient encore plus exceptionnelles. Le Webb nous a offert un nouveau regard sur les Piliers de la Création et la Nébuleuse d’Orion, deux morceaux de ciel particulièrement iconiques. En plus d’être magnifiques, ces structures sont aussi très intéressantes sur le plan scientifique, car il s’agit d’usines à étoiles particulièrement prolifiques. Une vraie mine d’or pour les chercheurs, comme nous l’a indiqué l’astronome français Olivier Berné dans notre interview.

De gigantesques explosions cosmiques

Deux semaines plus tard, la NASA a dévoilé le résultat d’une observation aussi fascinante qu’inattendue : il est tombé par hasard sur son premier rémanent de supernova. Ce sont des objets traditionnellement difficiles à étudier, car ils résultent de phénomènes particulièrement éphémères. De plus, le Webb n’a pas été conçu pour les observer.

Les astronomes se sont donc réjouis de cette trouvaille qui a débloqué de nouvelles pistes de recherche. Car en pratique, les supernovas sont des phénomènes extrêmement importants dans les modèles cosmologiques qui décrivent la dynamique de l’Univers.

Le rémanent de supernova W94B capturé en rayons X, radio et infrarouge. © NASA / CXC / MIT / L.Lopez et al. / Palomar / NSF / NRAO / VLA

Une de ses dernières observations en date portait sur un autre phénomène violent : le Webb a identifié sa première kilonova, une gigantesque explosion qui résulte de la collision entre deux étoiles à neutrons. Ce sont de véritables forges cosmiques qui produisent une part considérable des éléments lourds de l’univers, d’où l’intérêt de ces observations.

La première exoplanète observée dans l’infrarouge

A la même période, le roi des télescopes a ajouté une nouvelle observation qualifiée d’ « historique » à son tableau de chasse avec sa toute première exoplanète. Les images n’étaient pas particulièrement belles ; mais si les spécialistes étaient si enthousiastes, c’est parce qu’aucune exoplanète n’avait été observée dans l’infrarouge auparavant. Ces travaux ont montré une nouvelle fois que le JWST n’est pas qu’un chasseur de galaxies ; il est capable d’apporter des contributions exceptionnelles dans de nombreux domaines des sciences spatiales.

Un voyage vers les origines de l’Univers

En décembre 2022, il s’est offert un record avec une nouvelle observation historique : la NASA a révélé les images des galaxies les plus lointaines jamais détectées, tous instruments confondus. Un exploit très impressionnant, mais pas surprenant pour autant. En effet, il s’agit d’un des objectifs prioritaires du Webb ; il est avant tout conçu pour ausculter les reliques de l’univers précoce. C’est une contribution majeure pour les astronomes, qui peuvent en extraire de nouveaux indices sur les origines sur notre monde et sur la façon dont il a évolué jusqu’à aujourd’hui.

Un nouveau regard sur le système solaire

En parallèle, le Webb s’est aussi intéressé à des objets beaucoup plus proches de la Terre. Il a commencé ses observations de notre voisinage cosmique avec Mars, en septembre 2022. Il y a quelques jours, la NASA a également dévoilé ses premières images de Saturne.

Le télescope a ainsi complété sa collection de planètes géantes du système solaire, après avoir observé Jupiter en juillet 2022, puis Neptune en septembre de la même année et Uranus en avril dernier.

Une photo somptueuse pour l’occasion

Pour fêter cet anniversaire, la NASA vient de dévoiler une toute nouvelle image de toute beauté. Il s’agit du nuage de Rho Ophiuchi. C’est la pouponnière à étoiles la plus proche de la Terre, située à environ 390 années lumières de notre berceau.

Cette région est relativement calme par rapport à d’autres comme les Piliers de la Création. Mais grâce à sa proximité, les astronomes ont pu en capturer un magnifique gros plan, sans élément parasite susceptible de gâcher le spectacle. Un plaisir pour les yeux et une aubaine pour les spécialistes, qui peuvent y étudier la formation des astres avec une grande précision.

Le nuage de Rho Ophiuchi capturé par le JWST
© NASA, ESA, CSA, STScI, Klaus Pontoppidan (STScI)

Cette image nous permet d’observer le cycle de vie stellaire avec une clarté sans précédent“, explique l’astronome Klaus Pontoppidan dans le communiqué de l’agence. “Notre propre soleil a traversé une phase similaire il y a très longtemps, et désormais, nous avons la technologie nécessaire pour assister à la genèse d’une autre étoile”, jubile-t-il.

Les astronomes se frottent les mains

Tous ces exemples montrent que le James Webb n’a pas fait que répondre aux attentes des astronomes ; en un an à peine, il les a largement dépassées en produisant des observations saisissantes à un rythme affolant. Et cela ne fait que commencer. Tout indique qu’il va continuer de révolutionner l’astronomie pendant de longues années — potentiellement pendant dix ans, grâce au déploiement parfaitement géré par l’ESA qui a doublé son espérance de vie théorique. La prochaine décennie s’annonce décidément palpitante pour les chercheurs et les amoureux de l’astronomie.

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