Nouvelle image époustouflante de James Webb avant le début de la mission scientifique

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Une partie du Grand Nuage de Magellan, vue par l’ancien télescope spatial Spitzer de la NASA (à gauche) et par le télescope spatial James Webb (à droite). | NASA/JPL-Caltech, NASA/ESA/CSA/STScI
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Le 9 mai, la NASA a tenu une téléconférence avec les médias pour discuter des progrès accomplis dans la préparation du télescope spatial James Webb pour les opérations scientifiques. Le responsable du programme a révélé que le télescope devrait fournir ses premières images à la mi-juillet. Ces clichés, qui devraient être spectaculaires, sont attendus par tous les chercheurs avec impatience. En attendant, quelques images issues de clichés capturés lors de la phase d’alignement des miroirs ont été publiés.

On ne présente plus le télescope spatial James Webb… Lancé en décembre dernier, l’engin de 10 milliards de dollars américains est le plus grand et le plus puissant observatoire astronomique jamais envoyé dans l’espace. Il a pour objectif de collecter la lumière émise par les premières étoiles et galaxies il y a près de 14 milliards d’années, tout en épiant d’éventuels signes de vie. Pour l’instant, les scientifiques gardent secrète l’identité de la première cible officielle de Webb. Situé à 1,6 million de kilomètres de la Terre, Webb est considéré comme le successeur du télescope spatial vieillissant Hubble, bien que ses observations seront principalement de nature différente.

Ainsi, le télescope James Webb vient de terminer sa phase d’alignement des miroirs. Après un examen complet, il a été confirmé que l’observatoire est désormais capable de capturer des images nettes et bien ciblées, avec chacun de ses quatre puissants instruments scientifiques embarqués. L’équipe a tenu une série de réunions de décisions clés et a convenu, à l’unanimité, que Webb est prêt à passer à sa prochaine et dernière série de préparations, nommée « mise en service des instruments scientifiques ». Ce processus prendra environ deux mois, avant le début des opérations scientifiques cet été.

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Des performances inespérées

Les performances optiques du télescope continuent d’être meilleures que les prédictions les plus optimistes de l’équipe d’ingénierie. Les miroirs de Webb dirigent maintenant la lumière entièrement focalisée, collectée de l’espace, dans chaque instrument, et chaque instrument capture avec succès des images avec la lumière qui leur est délivrée. La qualité d’image délivrée à tous les instruments est « limitée par la diffraction », ce qui signifie que la finesse des détails visibles est aussi bonne que physiquement possible, compte tenu de la taille du télescope. À partir de maintenant, comme le soulignaient les ingénieurs de la NASA lors de la téléconférence du 9 mai, les seuls changements apportés aux miroirs seront de très petits ajustements, périodiques, des segments de miroirs primaires.

Pour le test d’alignement des miroirs et des différents instruments, les scientifiques ont pointé le télescope Webb sur une partie du Grand Nuage de Magellan, une petite galaxie satellite de la Voie lactée, fournissant un champ dense de centaines de milliers d’étoiles à travers tous les capteurs de l’observatoire. En effet, de tels points précis du ciel, déjà observés par d’autres télescopes (Hubble ou Spitzer), sont précieux dans les phases d’étalonnage astrométrique, expliquaient le 9 mai les ingénieurs du projet.

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Images d’ingénierie d’étoiles d’une partie du Grand Nuage de Magellan parfaitement focalisées dans le champ de vision de chaque instrument. © NASA

La nouvelle image de Webb renvoyée aux chercheurs, finissant l’alignement des 18 miroirs, est étonnamment beaucoup plus détaillée que les précédentes, notamment car elle utilise l’instrument le plus froid, le Mid-Infrared Instrument (MIRI). La nouvelle image de MIRI révèle ainsi la chimie du gaz interstellaire avec un niveau de détails inégalé à ce jour, y compris l’émission de molécules de carbone et d’hydrogène. Ces dernières, appelées « hydrocarbures aromatiques polycycliques », sont considérées comme des éléments constitutifs de la vie. Lorsque Webb sera prêt à commencer les observations scientifiques, des études, comme celles-ci avec MIRI, aideront à fournir aux astronomes de nouvelles informations sur la naissance des étoiles et des systèmes protoplanétaires.

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Mise en service des instruments

Maintenant, l’équipe prendra environ deux mois pour préparer et tester les instruments scientifiques — la fameuse « mise en service des instruments » — avant les premières images scientifiques et les premiers spectres de Webb cet été.

Chaque instrument est un ensemble hautement sophistiqué de détecteurs équipés de lentilles, de masques, de filtres et d’équipements uniques. Les caractéristiques spécialisées de ces instruments seront configurées et exploitées dans diverses combinaisons, au cours de la phase de mise en service des instruments, afin de confirmer pleinement leur préparation pour les missions à venir.

Les différents instruments, regroupés sous le nom d’ISIM (Integrated Science Instrument Module, pour « Module d’Instruments Scientifiques Intégrés »), sont : (1) une caméra proche infrarouge, ou NIRCam — fournie par l’Université de l’Arizona ; (2) un spectrographe proche infrarouge, ou NIRSpec — fourni par l’ESA, avec des composants fournis par la NASA/GSFC ; (3) le Mid-Infrared Instrument, ou MIRI — développé par le Consortium européen et l’Agence spatiale européenne (ESA), ainsi que par le Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA ; et (4) un capteur de guidage fin/Near InfraRed Imager and Slitless Spectrograph, ou FGS/NIRISS — fourni par l’Agence spatiale canadienne.

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Schéma de l’ISIM du télescope spatial James Webb, montrant les emplacements des instruments. © NASA

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Dans le cadre de la mise en service de l’instrument scientifique, les chercheurs ordonneront au télescope de pointer vers différentes zones du ciel, où la quantité totale de rayonnement solaire frappant l’observatoire variera, pour confirmer la stabilité thermique lors du changement de cibles. De plus, des observations de maintenance continues, tous les deux jours, serviront à surveiller l’alignement des miroirs et, si nécessaire, à appliquer des corrections pour maintenir les miroirs dans leurs emplacements alignés.

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Enfin, les ingénieurs de la mission testeront la capacité de Webb à suivre des objets dans le système solaire, tels que des planètes, des satellites, des anneaux, des astéroïdes et des comètes. Les scientifiques s’attacheront à s’assurer que Webb peut le faire correctement, étant donné que l’observatoire est particulièrement sensible à la lumière.

Bien que les responsables n’aient toujours pas publié d’information sur la cible de mise en service sur laquelle Webb se concentrera en premier, lorsque ses travaux de test seront terminés, ils ont souligné que l’observatoire reste dans les délais pour commencer sa publication scientifique anticipée cet été.

Source : NASA

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