La fusée Ariane 5 d’Arianespace s’élance avec à son bord le télescope spatial James Webb de la NASA le 25 décembre 2021, depuis la zone de lancement ELA-3 du Port spatial de l’Europe au Centre spatial guyanais à Kourou, en Guyane française. Le télescope spatial James Webb (parfois appelé JWST ou Webb) étudiera toutes les phases de l’histoire cosmique, de l’intérieur de notre système solaire aux galaxies observables les plus lointaines de l’univers primitif. Crédit : NASA/Bill Ingalls
Le 25 décembre, le plus grand et le plus puissant des télescopes spatiaux jamais construits par la NASA a été inauguré. NASA a été lancé avec succès depuis la Terre.
Avec une technologie sans précédent, la Télescope spatial James Webb (JWST) observera à la fois le proche et le lointain, depuis les planètes et les corps de notre système solaire jusqu’aux confins de l’espace, où les premières étoiles et galaxies se sont formées il y a plus de 13 milliards d’années. Le JWST est doté d’un miroir de 6,5 mètres de diamètre, ce qui le rend physiquement beaucoup plus grand que le télescope de la NASA. Télescope spatial Hubble Il est également équipé de détecteurs de photons ultramodernes qui enregistrent une plus large gamme de longueurs d’onde et permettent des vues plus profondes et plus détaillées que Spitzer.
Cette image a été capturée par les caméras à bord de l’étage supérieur de la fusée au moment où le télescope s’en est séparé. Crédit : NASA
Le lancement représente une étape importante pour le projet, dont la construction a débuté en 2004. Après le lancement, le télescope a entamé une odyssée d’un mois pour atteindre sa destination finale. perchoir d’observation au-delà de la luneune position orbitale dans l’espace appelée deuxième point de Lagrange ou L2, qui se trouve à environ 1 million de kilomètres de la Terre. Une fois sur place, JWST accomplira un processus de six mois consistant à mise en service après le lancementIl dépliera ses miroirs, son pare-soleil et d’autres systèmes, se refroidira, s’alignera et s’étalonnera.
“Avec le Mars missions, ils ont quelque chose qu’ils appellent les ‘sept minutes de terreur’ – la fenêtre de temps dans laquelle tout doit se passer précisément pour l’atterrissage “, explique Charles Beichman, associé principal de la faculté d’astronomie et directeur de l’Institut scientifique des exoplanètes de la NASA à Caltech. “Pour le JWST, c’est une sorte de 29 jours d’angoisse pour que tout se passe parfaitement”.
Beichman, dont les recherches portent principalement sur les planètes situées en dehors de notre système solaire, ou exoplanètes, est membre de l’équipe scientifique de l’un des instruments du JWST, la caméra dans le proche infrarouge (NIRCam). La NIRCam détectera la lumière des premières étoiles et galaxies en cours de formation, ainsi que des populations d’étoiles dans les galaxies voisines, des jeunes étoiles dans notre système solaire et de l’espace. Voie lactée des planètes en orbite autour d’étoiles proches et des objets de la ceinture de Kuiper aux confins de notre système solaire. En utilisant un ensemble de masques coronographiques développés au Jet Propulsion Laboratory (JPL), que Caltech gère pour la NASA, pour bloquer l’éblouissement des étoiles hôtes, Beichman et l’équipe NIRCam rechercheront Saturne-Des exoplanètes de la taille de Saturne orbitant autour d’étoiles brillantes et proches, dont epsilon Eri et Vega.
Le télescope spatial James Webb de la NASA. Crédit : Laboratoire d’images conceptuelles du Goddard Space Flight Center de la NASA.
NIRCam est l’un des quatre principaux instruments du JWST destinés à observer le ciel à différentes longueurs d’onde. Les trois autres sont l’instrument infrarouge moyen (MIRI), qui observera la lumière des galaxies lointaines, des étoiles en formation et des comètes faiblement visibles, ainsi que des objets de la ceinture de Kuiper ; le spectrographe proche infrarouge (NIRSpec), qui effectuera des observations spectroscopiques à haute résolution de 100 objets cosmiques simultanément ; et le détecteur de guidage fin / imageur dans le proche infrarouge et spectrographe sans fente (FGS/NIRISS), qui effectuera des mesures spectroscopiques à plus basse résolution pour caractériser la lumière des premières étoiles de l’univers ainsi que des exoplanètes. L’instrument MIRI a été co-développé par le JPL et l’Agence spatiale européenne.
Une fois que le télescope aura terminé son installation, les chercheurs de Caltech font déjà partie de ceux qui ont été approuvés pour effectuer des observations. En collaboration avec le professeur d’astronomie Dimitri Mawet, qui est également un chercheur du JPL, et le chercheur postdoctoral de Caltech Jorge Llop Sayson, Beichman et une équipe internationale de scientifiques ont reçu l’autorisation d’observer Alpha Centauri, l’étoile semblable au soleil la plus proche de la Terre, et de déterminer si une planète est en orbite autour d’elle – plus précisément, une planète gazeuse de la taille de la Terre. Jupiter. Les futurs télescopes pourraient être en mesure de rechercher des planètes encore plus petites. Alpha du Centaure est à seulement 4,3 années-lumière de la Terre.
Un autre objectif majeur du télescope sera de caractériser la composition et les propriétés physiques des exoplanètes. Avec une équipe dirigée par l’étudiant diplômé Michael Zhang (MS 18), Heather Knutson, professeur de science planétaire à Caltech, utilisera l’instrument MIRI pour étudier une planète ultra chaude, plus petite que la Terre, qui tourne autour d’une étoile proche sur une orbite de huit heures.
D’autres observateurs prévoient d’utiliser l’instrument MIRI pour observer des planètes de la taille de la Terre dans le système TRAPPIST-1 exploré par le télescope spatial Spitzer afin de caractériser pour la première fois les compositions atmosphériques de planètes similaires à la Terre potentiellement habitables. Dans l’ensemble, Caltech et JPL exoplanète dont la chercheuse postdoctorale Jessica Spake, l’associé invité Renyu Hu, également du JPL, et la chercheuse du JPL Tiffany Kataria, ont réussi à obtenir du temps d’utilisation du JWST pour étudier les exoplanètes. En plus de l’étude des exoplanètes, les scientifiques de Caltech utiliseront le JWST pour effectuer des mesures cosmologiques et étudier les galaxies lointaines.
Par exemple, Andreas Faisst, membre du personnel scientifique de l’IAPC, et son équipe utiliseront les instruments NIRCam et MIRI pour étudier une zone du ciel surnommée ” la galaxie “. COSMOS. Peu d’étoiles et aucun nuage de gaz dans notre galaxie ne bloquent notre vue sur cette zone ; elle a été imagée par Hubble et Spitzer, et des données de suivi ont été obtenues des télescopes Keck et d’autres observatoires au sol, afin d’étudier comment les galaxies sont influencées à la fois par leurs propriétés physiques fondamentales et par l’environnement qui les entoure – une sorte d’étude de la nature et de l’éducation dans le développement galactique.
“On s’attend à ce que le JWST développe ce travail en fournissant des données d’imagerie à une résolution spatiale sans précédent pour étudier la structure des galaxies lointaines et les lieux locaux de formation d’étoiles dans ces galaxies, et pour trouver et caractériser les toutes premières galaxies de notre univers datant de plus de 13,5 milliards d’années dans le passé”, explique Faisst. “En outre, cela va révolutionner notre compréhension des galaxies les plus massives de l’univers, et en particulier répondre à la question de savoir pourquoi certaines d’entre elles ont cessé de former des étoiles.”
Beichman souligne que le JWST est transformateur dans ses capacités à étudier un large éventail d’objets proches et lointains, de ceux de notre système solaire aux parties les plus éloignées de l’univers. “Il servira l’ensemble des communautés de l’astronomie et du système solaire avec des capacités sans précédent”, dit-il. “Par rapport à tous les télescopes précédents, terrestres ou spatiaux, le JWST a une capacité révolutionnaire à prendre à la fois des images et des spectres aux longueurs d’onde infrarouges.”
