LE TÉLESCOPE SPATIAL JAMES WEBB : Pourquoi ? Comment ?

Bonjour à tous, aujourd’hui on va parler du télescope spatial James Webb. Je suis

sûr que vous avez tous vu passer les magnifiques images qui ont été révélées mi-juillet,

à l’issue des 6 premiers mois de fonctionnement du télescope.

Mais outre les images, les équipes en charge du télescope ont également publié un gros

article scientifique d’une cinquantaine de pages afin de faire le bilan du fonctionnement

de la bête suite à cette période de mise en service.

J’ai eu l’occasion de lire l’article et aujourd’hui je vais donc vous raconter

le fonctionnement du télescope, et ce que les scientifiques en disent à l’issue de

ce rodage. Et clairement ce qu’il en ressort, c’est que pour l’instant le télescope

James Webb fonctionne quasi-parfaitement, et dépasse même les attentes des scientifiques

sur ses performances.

Avant de rentrer dans le vif du sujet, essayons déjà de comprendre quels sont les objectifs

scientifiques de ce télescope, dans quel but a-t-il été conçu. Tout d’abord un

point clé, il s’agit d’un télescope qui observe l’infrarouge.

[SPECTRE Vous savez sans doute que le spectre des ondes électromagnétiques est composé

de différentes familles suivant la longueur d’onde, ça va des rayons gamma aux ondes

radios en passant par le visible, l’infrarouge ou encore les micro-ondes.

Et toutes ces longueurs d’ondes peuvent être utilisées pour faire de l’astronomie,

pour regarder le ciel : on peut observer aussi bien la lumière visible que les rayons X,

l’infrarouge ou les ondes radios. Simplement on ne peut pas utiliser le même appareil

pour tout. Un télescope est conçu pour fonctionner dans une certaine plage de longueurs d’onde.

Le télescope spatial Hubble fonctionne entre 200nm et 2.4 microns, c’est-à-dire l’UV,

le visible et le proche infrarouge. Le télescope James Webb lui est conçu pour opérer entre

600 nm et 28 microns. 600 nm ça veut dire qu’il voit le rouge et l’orange, mais

pas vraiment les autres couleurs visibles. En particulier contrairement à Hubble, il

ne voit pas le bleu, ou encore moins les UV.]

[CARINA Donc quand vous voyez une image comme celle-ci ça n’est pas littéralement ce

que voit le télescope. Ce sont des fausses couleurs. En l’occurence ici le bleu représente

des longueurs d’onde autour de 900nm, c’est du proche infra-rouge.]

Alors pourquoi observer l’infrarouge, c’est quoi l’intérêt scientifique, pourquoi

ne pas avoir choisi la même plage que Hubble par exemple. Eh bien il y a plusieurs objectifs.

Tout d’abord, observer des galaxies très lointaines. Vous le savez peut-être, plus

une galaxie est lointaine, plus elle nous apparait rouge, à cause de l’expansion

de l’Univers. Et en fait même carrément, infrarouge.

Hubble était capable de voir des galaxies datant d’enrivon 500 millions d’années

après le Big-Bang, et leurs longueurs d’ondes étaient tellement décalées vers le rouge

qu’elles étaient multipliées par 10. On appelle ce facteur le Redshift, souvent noté

z. Et Hubble a pu voir des galaxies jusque’à z=11.

Le télescope James Webb, lui, devrait être capable d’observer des décalages jusqu’à

z=20, pour des galaxies datant de seulement 150 millions d’années après le BigBang.

[DECALAGE SPECTRE Mais z=20, ça veut dire la chose suivante. Prenez une étoile comme

le Soleil, qui émet tout un spectre de longueurs d’onde dont le pic est autour de 500nm,

en plein dans la lumière visible donc. Eh bien à z=20 une étoile comme le Soleil nous

apparaitrait décalée avec un pic à 10 microns. Complètement dans l’infrarouge, et impossible

à observer en lumière visible.]

Evidemment à une telle distance on ne va pas observer des étoiles individuelles mais

des galaxies entières, mais vous voyez l’idée d’observer dans l’infrarouge. On pourra

mieux détecter ces galaxies lointaines et très anciennes, et donc mieux comprendre

comme les premières galaxies se sont formées après le Big Bang.

Autre intérêt de l’infrarouge, il traverse beaucoup mieux les nuages de poussières.

Plus la longueur d’onde est grande, moins la lumière est affectée par la diffusion

sur des petites particules. Ca se voit très bien sur l’image que j’ai déjà montrée,

la Nébuleuse de la Carène, quand on compare Hubble et le James Webb.

[HST/JWST Non seulement avec James Webb la résolution est meilleure, mais en plus on

voit des choses qui se passent derrière, en arrière plan, et qui avec Hubble n’étaient

pas détectées car la lumière visible est plus facilement bloquée par la poussière.

En infrarouge, ça permet de voir à travers les nuages de poussière, et donc d’avoir