Le texte de départ
TEXTELe télescope spatial James Webb
Le télescope spatial James Webb : voir la lumière des premières galaxies
Le télescope spatial James Webb (JWST) est le plus grand observatoire jamais envoyé dans l'espace. C'est une collaboration entre la NASA, l'Agence spatiale européenne (ESA) et l'Agence spatiale canadienne (ASC). Il a décollé le 25 décembre 2021 à bord d'une fusée Ariane 5, depuis le Centre spatial guyanais de Kourou. Son coût total est estimé à près de 10 milliards de dollars.
Pourquoi observer en infrarouge ?
La lumière des galaxies les plus lointaines a voyagé pendant plus de 13 milliards d'années. Avec l'expansion de l'Univers, sa longueur d'onde s'est étirée : une lumière émise dans le visible nous parvient aujourd'hui dans l'infrarouge. L'infrarouge traverse aussi les nuages de poussière qui cachent la naissance des étoiles et des systèmes planétaires. Webb observe entre 0,6 et 28,5 micromètres, c'est-à-dire du rouge visible jusqu'à l'infrarouge moyen.
Un miroir géant et replié
Le miroir principal mesure 6,5 mètres de diamètre, contre 2,4 mètres pour Hubble. Il est formé de 18 segments hexagonaux en béryllium recouverts d'une fine couche d'or, qui réfléchit très bien l'infrarouge. Sa surface collectrice atteint environ 25 m², soit plus de cinq fois celle de Hubble (environ 4,5 m²). Trop grand pour tenir dans la coiffe de la fusée, le miroir a été plié comme un origami puis déplié dans l'espace.
Un bouclier contre le Soleil
Pour détecter une faible chaleur venue de très loin, le télescope doit être lui-même très froid. Un pare-soleil de cinq couches de Kapton, grand comme un court de tennis (environ 21 mètres sur 14), protège les instruments de la lumière du Soleil, de la Terre et de la Lune. Du côté ombragé, la température descend sous 50 kelvins, environ −223 °C. L'instrument MIRI est refroidi encore davantage, jusqu'à environ 7 kelvins, grâce à un cryoréfrigérateur.
Loin de la Terre, au point L2
Hubble tourne autour de la Terre à environ 540 kilomètres d'altitude. Webb, lui, orbite autour du point de Lagrange L2, à environ 1,5 million de kilomètres de la Terre, à l'opposé du Soleil. À cet endroit, le Soleil, la Terre et la Lune restent toujours du même côté, derrière le pare-soleil. En revanche, contrairement à Hubble, aucune mission de réparation par des astronautes n'est prévue.
Un déploiement à haut risque
Après le lancement, le télescope a dû se déployer seul pendant plusieurs semaines : ouverture du pare-soleil, mise en tension de ses cinq couches, déploiement du miroir secondaire, puis des deux ailes du miroir principal. Les ingénieurs avaient recensé 344 points de défaillance unique, c'est-à-dire des étapes qui ne pouvaient pas échouer sans compromettre la mission. Webb a atteint son orbite autour de L2 le 24 janvier 2022. Il a ensuite fallu plusieurs mois pour refroidir les instruments et aligner les 18 segments comme un seul miroir.
Quatre instruments scientifiques
- NIRCam, la caméra proche infrarouge, qui produit l'essentiel des images.
- NIRSpec, un spectrographe capable d'analyser la lumière de dizaines d'objets à la fois.
- MIRI, l'instrument pour l'infrarouge moyen, à la fois caméra et spectrographe.
- NIRISS, associé au capteur de guidage FGS, qui maintient le pointage très précis du télescope.
Premières images et découvertes
Les premières images en couleurs ont été publiées le 12 juillet 2022, dont le champ profond de l'amas de galaxies SMACS 0723, les nébuleuses de la Carène et de l'Anneau austral, et le Quintette de Stephan. Depuis, Webb a identifié des galaxies qui existaient quelques centaines de millions d'années seulement après le Big Bang, et il analyse l'atmosphère d'exoplanètes : il y a par exemple détecté du dioxyde de carbone autour de l'exoplanète WASP-39 b.
Hubble et Webb, deux télescopes complémentaires
Hubble, lancé en 1990, observe surtout dans l'ultraviolet et le visible, avec un peu de proche infrarouge. Webb est optimisé pour l'infrarouge. Les astronomes combinent souvent les deux : Hubble montre les étoiles et le gaz chaud, Webb révèle la poussière, les étoiles en formation et les objets les plus lointains.
Une longévité inattendue
La mission était prévue pour au moins cinq ans, avec un objectif de dix ans. Grâce à la précision du lancement, le télescope a économisé du carburant, et la NASA estime qu'il en dispose pour bien plus de dix ans d'opérations scientifiques.
Sources : NASA, « James Webb Space Telescope » (science.nasa.gov/mission/webb) et Agence spatiale européenne (esa.int, rubrique Webb).
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Le télescope spatial James Webb : voir la lumière des premières galaxies
Le télescope spatial James Webb (JWST) est le plus grand observatoire jamais envoyé dans l'espace. C'est une collaboration entre la NASA, l'Agence spatiale européenne (ESA) et l'Agence spatiale canadienne (ASC). Il a décollé le 25 décembre 2021 à bord d'une fusée Ariane 5, depuis le Centre spatial guyanais de Kourou. Son coût total est estimé à près de 10 milliards de dollars.
Pourquoi observer en infrarouge ?
La lumière des galaxies les plus lointaines a voyagé pendant plus de 13 milliards d'années. Avec l'expansion de l'Univers, sa longueur d'onde s'est étirée : une lumière émise dans le visible nous parvient aujourd'hui dans l'infrarouge. L'infrarouge traverse aussi les nuages de poussière qui cachent la naissance des étoiles et des systèmes planétaires. Webb observe entre 0,6 et 28,5 micromètres, c'est-à-dire du rouge visible jusqu'à l'infrarouge moyen.
Un miroir géant et replié
Le miroir principal mesure 6,5 mètres de diamètre, contre 2,4 mètres pour Hubble. Il est formé de 18 segments hexagonaux en béryllium recouverts d'une fine couche d'or, qui réfléchit très bien l'infrarouge. Sa surface collectrice atteint environ 25 m², soit plus de cinq fois celle de Hubble (environ 4,5 m²). Trop grand pour tenir dans la coiffe de la fusée, le miroir a été plié comme un origami puis déplié dans l'espace.
Un bouclier contre le Soleil
Pour détecter une faible chaleur venue de très loin, le télescope doit être lui-même très froid. Un pare-soleil de cinq couches de Kapton, grand comme un court de tennis (environ 21 mètres sur 14), protège les instruments de la lumière du Soleil, de la Terre et de la Lune. Du côté ombragé, la température descend sous 50 kelvins, environ −223 °C. L'instrument MIRI est refroidi encore davantage, jusqu'à environ 7 kelvins, grâce à un cryoréfrigérateur.
Loin de la Terre, au point L2
Hubble tourne autour de la Terre à environ 540 kilomètres d'altitude. Webb, lui, orbite autour du point de Lagrange L2, à environ 1,5 million de kilomètres de la Terre, à l'opposé du Soleil. À cet endroit, le Soleil, la Terre et la Lune restent toujours du même côté, derrière le pare-soleil. En revanche, contrairement à Hubble, aucune mission de réparation par des astronautes n'est prévue.
Un déploiement à haut risque
Après le lancement, le télescope a dû se déployer seul pendant plusieurs semaines : ouverture du pare-soleil, mise en tension de ses cinq couches, déploiement du miroir secondaire, puis des deux ailes du miroir principal. Les ingénieurs avaient recensé 344 points de défaillance unique, c'est-à-dire des étapes qui ne pouvaient pas échouer sans compromettre la mission. Webb a atteint son orbite autour de L2 le 24 janvier 2022. Il a ensuite fallu plusieurs mois pour refroidir les instruments et aligner les 18 segments comme un seul miroir.
Quatre instruments scientifiques
- NIRCam, la caméra proche infrarouge, qui produit l'essentiel des images.
- NIRSpec, un spectrographe capable d'analyser la lumière de dizaines d'objets à la fois.
- MIRI, l'instrument pour l'infrarouge moyen, à la fois caméra et spectrographe.
- NIRISS, associé au capteur de guidage FGS, qui maintient le pointage très précis du télescope.
Premières images et découvertes
Les premières images en couleurs ont été publiées le 12 juillet 2022, dont le champ profond de l'amas de galaxies SMACS 0723, les nébuleuses de la Carène et de l'Anneau austral, et le Quintette de Stephan. Depuis, Webb a identifié des galaxies qui existaient quelques centaines de millions d'années seulement après le Big Bang, et il analyse l'atmosphère d'exoplanètes : il y a par exemple détecté du dioxyde de carbone autour de l'exoplanète WASP-39 b.
Hubble et Webb, deux télescopes complémentaires
Hubble, lancé en 1990, observe surtout dans l'ultraviolet et le visible, avec un peu de proche infrarouge. Webb est optimisé pour l'infrarouge. Les astronomes combinent souvent les deux : Hubble montre les étoiles et le gaz chaud, Webb révèle la poussière, les étoiles en formation et les objets les plus lointains.
Une longévité inattendue
La mission était prévue pour au moins cinq ans, avec un objectif de dix ans. Grâce à la précision du lancement, le télescope a économisé du carburant, et la NASA estime qu'il en dispose pour bien plus de dix ans d'opérations scientifiques.
Sources : NASA, « James Webb Space Telescope » (science.nasa.gov/mission/webb) et Agence spatiale européenne (esa.int, rubrique Webb).