Ce que le télescope spatial Webb nous montrera ensuite

Par David W. Brown

Depuis que l'Agence spatiale européenne a lancé le télescope spatial James Webb de la NASA depuis la Guyane française, le jour de Noël 2021, le télescope a plané dans l'espace à environ un million de kilomètres de la Terre. Au cours de son voyage, le JWST s'est déployé comme un morceau d'origami, libérant un réseau de panneaux solaires, une antenne puissante, un nid d'abeilles de miroirs dorés et un pare-soleil qui ressemble à un ensemble de voiles argentées. Les scientifiques ont ensuite passé plus de trois mois à aligner ses miroirs avec une précision nanométrique. Environ un an après que le télescope a publié ses premières images, Jane Rigby, la principale scientifique de la NASA travaillant sur le projet, m'a dit qu'il avait « non seulement fonctionné mieux que les exigences, mais aussi mieux que ce que nous aurions pu rêver ». Récemment, Webb a contribué à montrer que les galaxies du premier milliard d’années de l’univers étaient plus actives qu’on ne le pensait auparavant, formant de nombreuses étoiles en grandes explosions. "Il y avait des prédictions, mais c'était en terra incognita, au-delà de la falaise de ce que Hubble pouvait faire, et les attentes étaient partout", m'a dit Rigby. « Là où nous étions ignorants, nous disposons désormais de données magnifiques. » Récemment, pour célébrer la première année d'opérations scientifiques du télescope, l'équipe Webb a publié une image anniversaire d'étoiles nées dans le complexe nuageux de Rho Ophiuchi, la pépinière stellaire la plus proche de la Terre.

Les premiers télescopes étaient constitués de deux morceaux de verre arrondis dans un tube. Galileo Galilei a découvert les lunes de Jupiter, et a ainsi montré que la Terre n'était pas le centre de l'univers, avec un télescope capable de grossir vingt fois. Six décennies plus tard, Isaac Newton a réalisé le premier télescope à réflexion, utilisant un miroir concave qui concentrait la lumière beaucoup plus efficacement. Au fil des siècles, les télescopes se sont suffisamment développés et améliorés pour repérer des objets célestes de plus en plus faibles et lointains. Le Webb représente le point culminant de cette progression. Il est cent fois plus puissant que le télescope spatial Hubble et détecte une lumière infrarouge invisible à l’œil humain. (La lumière tombe sur un spectre allant des longueurs d'onde plus longues aux longueurs d'onde plus courtes : infrarouge, rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo, violet, ultraviolet.) Il a été conçu, en partie, pour recueillir la lumière qui voyage vers la Terre depuis peu. après le Big Bang. Lorsque les astronomes pointent leur miroir vers les confins de l’espace, ils voient l’univers tel qu’il était il y a treize milliards d’années, proche de l’aube des temps.

Rigby travaille au Goddard Space Flight Center de la NASA, à Greenbelt, dans le Maryland, et fait partie de l'équipe du télescope spatial James Webb depuis 2010, en tant qu'astrophysicien et, depuis juin, en tant que scientifique principal du projet JWST. Nous avons parlé par chat vidéo pendant sa pause déjeuner ; pendant que je lui posais des questions, elle a enfoncé une fourchette dans un Tupperware qu'elle avait ramené de chez elle, puis a mâché pensivement tout en réfléchissant à ses réponses. C'est une conteuse animée, ponctuant souvent ses propos de gestes de la main et d'ajustements mineurs à ses lunettes à monture en corne noire. Je lui ai posé des questions sur la conception particulière du télescope, sur la manière dont l'astronomie façonne notre vie quotidienne et sur les lacunes des connaissances humaines que Webb a déjà commencé à combler. Notre conversation a été éditée et condensée.

Lorsque le télescope spatial Hubble a été lancé, nous avons vite appris que ses images étaient floues. Les ingénieurs ont dû construire l’équivalent de lunettes pour cela. Y a-t-il eu de tels problèmes avec JWST au début, compte tenu de son déploiement très compliqué ?

En raison de son fonctionnement, lorsque Hubble est allé dans l’espace, l’optique devait être parfaite. Pour JWST, nous avons lancé des miroirs capables de se réparer tout seuls. Il existe dix-huit segments de miroir primaires – ces magnifiques hexagones dorés – et l’idée est que vous les conceviez pour qu’ils puissent être corrigés dans l’espace. Il vous suffit de les déplacer jusqu'à ce qu'ils soient aux bons endroits. Lorsque JWST a été déployé pour la première fois, à travers ce long processus itératif d'observation des étoiles brillantes, nous avons fait fonctionner tous ces miroirs ensemble comme un chœur - où, au début, chacun était dans sa propre tonalité, sa propre chanson, son propre genre, faire leur propre truc. Et, à la fin, ils sont coordonnés, chantant dans une harmonie serrée en plusieurs parties.