Télescope James Webb : qu'est-ce que c'est et comment va-t-il nous permettre de voir les premières étoiles ?

Le télescope spatial James Webb (JWST) sera lancé le 18 décembre et il est difficile d'exagérer l'enthousiasme suscité par les découvertes qu'il pourrait permettre de faire.

Ce supertélescope est conçu pour voir bien plus loin dans l'Univers - et plus loin dans le temps - que nous ne pouvons le faire actuellement.

On espère que le télescope Webb détectera la lumière des premières étoiles qui ont brillé dans l'Univers, il y a 13,5 milliards d'années.

"La perspective la plus excitante d'un télescope aussi grand, audacieux et ambitieux est l'idée qu'il existe des questions que nous n'avons même pas encore pensé à poser", déclare le Dr Amber Nicole Straughn, astrophysicienne au Goddard Space Flight Center de la Nasa, qui est également la scientifique adjointe du projet.

"[Cette idée] que nous allons apprendre des choses sur l'Univers qui nous surprendront complètement. C'est, pour moi, la perspective la plus excitante de ce télescope."

Mais comment fonctionne-t-il et quand pourrons-nous voir les galaxies originelles à travers lui ?

Se déplier comme un jeu d'origami

Le JWST utilisera le plus grand miroir astronomique jamais envoyé en orbite, soit 6,5 m de diamètre. En fait, il est si grand qu'il faudra deux semaines pour le déployer dans l'espace, comme un origami à l'envers.

Le projet est une entreprise conjointe des agences spatiales américaine, européenne et canadienne, dont le coût s'élève à 10 milliards de dollars. Le télescope sera placé au sommet d'une fusée européenne Ariane 5 et lancé depuis la Guyane française.

Une fois que Webb sera sorti de la fusée, environ 30 minutes après le décollage, il passera par pas moins de 344 moments critiques qui doivent se dérouler comme prévu si la mission doit atteindre la configuration prévue.

Pour atteindre le point d'observation choisi, à 1,5 million de kilomètres de la Terre, Webb devra voyager pendant environ 30 jours.

Quand sera-t-il opérationnel ?

Selon le Dr Straughn, il faudra six mois pour que le télescope soit pleinement opérationnel et que nous puissions voir ses premières images.

"Une fois que le télescope est dans l'espace, il doit passer par un système complexe de déploiement. Il faut ensuite plusieurs mois pour que le télescope refroidisse, pour aligner les miroirs et pour allumer les instruments, un par un", explique-t-elle.

"Il faudra donc attendre l'été 2022 (dans l'hémisphère nord) pour obtenir les premières images".

Sur les traces de Hubble

Le télescope Webb a été conçu pour observer des parties du cosmos qui sont actuellement au-delà des capacités d'un autre télescope révolutionnaire, Hubble, qui a changé notre façon de voir l'Univers.

En trois décennies de fonctionnement, Hubble nous a donné nos images les plus importantes de l'Univers, comme le célèbre Pilier des Créations et la vue de près de 10 000 galaxies connue sous le nom de Champ Ultra Profond Hubble.

Bien que Hubble doive continuer à fonctionner pendant encore dix ou vingt ans, Webb est considéré comme son successeur et constitue une amélioration significative.

Webb verra l'univers principalement dans l'infrarouge, capturant la lumière invisible à l'œil humain - Hubble n'a que des capacités infrarouges limitées.

Webb dispose également d'un miroir beaucoup plus grand que Hubble. Cette plus grande surface de collecte de la lumière signifie que Webb peut regarder plus loin dans le temps que Hubble.

Hubble est sur une orbite très proche de la Terre, alors que Webb sera à 1,5 million de kilomètres, soit quatre fois plus loin que la Lune.

"Webb s'appuie sur ce que Hubble a pu faire au cours de ses 31 splendides années en orbite", explique Antonella Nota, de l'Agence spatiale européenne.

"Hubble, malgré le fait qu'il soit encore un télescope relativement petit avec un miroir primaire de 2,4 m, a pu repousser l'horizon de l'Univers observable jusqu'à quelques centaines de millions d'années du Big Bang.

"Avec une augmentation de la sensibilité d'un facteur 100, Webb va repousser cet horizon et sera vraiment capable de voir comment les premières galaxies se sont assemblées."

Que verra le télescope Webb ?

Selon la Nasa, des longueurs d'onde plus grandes permettront à Webb de se rapprocher du début des temps et de rechercher la formation inobservée des premières galaxies.

Le télescope sera également capable d'observer l'intérieur des nuages de poussière où les étoiles et les systèmes planétaires se forment aujourd'hui.

Selon le Dr Straughn, les scientifiques ont déjà planifié la première année d'observations avec le JWST "et cela couvre toute l'étendue de l'astrophysique".

• "L'étrange objet découvert dans notre galaxie"

"Cela va de l'étude des planètes de notre propre système solaire à la recherche des premières galaxies nées il y a plus de 13,5 milliards d'années, en passant par tout ce qui se passe dans le temps et l'espace", explique-t-elle.

À la recherche de la vie

Il pourrait également nous aider à rechercher des signes de vie sur d'autres planètes, car il sera capable de pénétrer et de voir quelles molécules se trouvent dans l'atmosphère d'une planète.

"Bien sûr, nous ne pouvons pas promettre que nous allons trouver des signes de vie", dit le Dr Straughn.

"Mais il n'est pas exagéré de dire que ce télescope est définitivement notre prochaine étape énorme dans notre recherche de planètes habitables dans la Voie lactée."

"Il y a tellement de choses qui reposent sur ce télescope", dit-elle, notamment l'élargissement de notre connaissance de l'Univers et le renforcement de notre relation avec tout ce qui nous entoure. Quand on regarde les étoiles, quand on regarde le ciel nocturne, je ressens ce sentiment de connexion. Nous ne sommes pas seulement nos propres petits êtres, tout seuls", dit le Dr Straughn.

"Au sens littéral, nous, les humains, sommes nés des restes d'une étoile qui a explosé il y a des milliards d'années. Nous sommes connectés à l'Univers. Je pense qu'il est toujours important de prendre du recul et d'avoir une vision plus large de la vie."

* Fay Nurse à Londres interrogée pour ce rapport.

Vous pourriez aussi être intéressés par :