Télescope spatial James Webb : un astronome explique les superbes premières images récemment publiées
Le premier champ profond de Webb
Comment fonctionne le télescope spatial James Webb en images
La NASA révèle la première image du télescope spatial James Webb, un amas de galaxies appelé SMACS 0723 situé à quatre milliards d’années-lumière, tel qu’il est apparu il y a 13 milliards d’années 
Le télescope spatial James Webb de la NASA a fourni l’image infrarouge la plus profonde et la plus nette de l’univers lointain à ce jour. Le premier champ profond de Webb est l’amas de galaxies SMACS 0723, et il regorge de milliers de galaxies, y compris les objets les plus faibles jamais observés dans l’infrarouge.
L’image de Webb a à peu près la taille d’un grain de sable tenu à bout de bras, un minuscule morceau du vaste univers. La masse combinée de cet amas de galaxies agit comme une lentille gravitationnelle , grossissant des galaxies plus éloignées, y compris certaines vues lorsque l’univers avait moins d’un milliard d’années. Ce champ profond, pris par la caméra proche infrarouge de Webb (NIRCam), est un composite composé d’images à différentes longueurs d’onde, totalisant 12,5 heures – atteignant des profondeurs aux longueurs d’onde infrarouges au-delà des champs les plus profonds du télescope spatial Hubble, ce qui a pris des semaines. Et ce n’est que le début. Les chercheurs continueront à utiliser Webb pour prendre des expositions plus longues, révélant davantage notre vaste univers.
Cette image montre l’amas de galaxies SMACS 0723 tel qu’il est apparu il y a 4,6 milliards d’années, avec beaucoup plus de galaxies devant et derrière l’amas. Beaucoup plus sur ce cluster sera révélé au fur et à mesure que les chercheurs commenceront à creuser dans les données de Webb. Ce champ a également été imagé par le Mid-Infrared Instrument (MIRI) de Webb , qui observe la lumière dans l’infrarouge moyen.
Le NIRCam de Webb a mis au point des galaxies lointaines – elles ont de minuscules structures faibles qui n’ont jamais été vues auparavant, y compris des amas d’étoiles et des caractéristiques diffuses.
La lumière de ces galaxies a mis des milliards d’années à nous parvenir. Nous regardons en arrière dans le temps jusqu’à un milliard d’années après le big bang lorsque nous observons les galaxies les plus jeunes dans ce domaine. La lumière a été étirée par l’expansion de l’univers aux longueurs d’onde infrarouges que Webb a été conçu pour observer. Les chercheurs commenceront bientôt à en savoir plus sur les masses, les âges, les histoires et les compositions des galaxies.
Les autres caractéristiques comprennent les arcs proéminents dans ce domaine. Le puissant champ gravitationnel d’un amas de galaxies peut dévier les rayons lumineux de galaxies plus éloignées derrière lui, tout comme une loupe courbe et déforme les images. Les étoiles sont également capturées avec des pics de diffraction proéminents, car elles apparaissent plus brillantes à des longueurs d’onde plus courtes.
L’image MIRI de Webb offre un kaléidoscope de couleurs et de reflets là où se trouve la poussière – un ingrédient majeur pour la formation des étoiles et, finalement, la vie elle-même. Les galaxies bleues contiennent des étoiles, mais très peu de poussière. Les objets rouges dans ce champ sont enveloppés d’épaisses couches de poussière. Les galaxies vertes sont peuplées d’hydrocarbures et d’autres composés chimiques. Les chercheurs pourront utiliser des données comme celles-ci pour comprendre comment les galaxies se forment, grandissent et fusionnent les unes avec les autres, et dans certains cas pourquoi elles arrêtent complètement de former des étoiles.
En plus de prendre des images, deux des instruments de Webb ont également obtenu des spectres – des données qui révèlent les propriétés physiques et chimiques des objets qui aideront les chercheurs à identifier beaucoup plus de détails sur les galaxies lointaines dans ce domaine. Le réseau de micro-obturateurs du spectrographe proche infrarouge (NIRSpec) de Webb a observé 48 galaxies individuelles en même temps – une nouvelle technologie utilisée pour la première fois dans l’espace – renvoyant une suite complète de détails sur chacune. Les données ont révélé la lumière d’une galaxie qui a voyagé pendant 13,1 milliards d’années avant que les miroirs de Webb ne la capturent. Les données NIRSpec montrent également à quel point les spectres de galaxies seront détaillés avec les observations de Webb.
Enfin, l’imageur proche infrarouge et le spectrographe sans fente (NIRISS) de Webb ont utilisé la spectroscopie sans fente à champ large pour capturer simultanément les spectres de tous les objets dans l’ensemble du champ de vision. Parmi les résultats, il s’avère que l’une des galaxies possède une image miroir .
SMACS 0723 peut être vu près de la constellation Volans dans le ciel austral.
Le télescope spatial James Webb est le premier observatoire scientifique spatial au monde. Webb résoudra les mystères de notre système solaire, regardera au-delà des mondes lointains autour d’autres étoiles et sondera les structures et les origines mystérieuses de notre univers et notre place dans celui-ci. Webb est un programme international mené par la NASA avec ses partenaires, l’ESA (Agence spatiale européenne) et l’ASC (Agence spatiale canadienne).
Le siège de la NASA supervise la mission de la direction des missions scientifiques de l’agence. Le Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, gère Webb pour l’agence et supervise les travaux sur la mission effectuée par le Space Telescope Science Institute, Northrop Grumman et d’autres partenaires de la mission. Outre Goddard, plusieurs centres de la NASA ont contribué au projet, dont le Johnson Space Center de l’agence à Houston ; Jet Propulsion Laboratory (JPL) en Californie du Sud ; Marshall Space Flight Center à Huntsville, Alabama ; Ames Research Center dans la Silicon Valley en Californie ; et d’autres.
NIRCam a été construit par une équipe de l’Université d’Arizona et du centre de technologie avancée de Lockheed Martin.
Télescope spatial James Webb : un astronome explique les superbes premières images récemment publiéesDire que les chercheurs sont enthousiastes est un euphémisme.
L’ équipe du télescope spatial James Webb a publié les premières images de qualité scientifique du nouveau télescope. On y trouve les plus anciennes galaxies jamais vues par l’œil humain, des preuves de l’eau sur une planète à 1 000 années-lumière et des détails incroyables montrant la naissance et la mort des étoiles. Le but de Webb est d’explorer les origines – de l’univers, des galaxies, des étoiles et de la vie – et les cinq images publiées le 12 juillet 2022 tiennent cette promesse.
Une fois que la suite d’instruments à bord s’est refroidie et fonctionnait correctement , les astronomes n’ont pas perdu de temps pour mettre Webb au travail. Chacune des premières images contient suffisamment de données pour produire à elles seules des résultats scientifiques majeurs.
Webb a été conçu pour collecter la lumière sur l’ensemble du spectre rouge à infrarouge moyen – des longueurs d’onde de lumière bloquées par l’atmosphère terrestre. Et avec son miroir géant et son pare-soleil bloquant l’infrarouge émis par le soleil, la Terre et la lune, Webb peut produire des images d’une netteté jamais atteinte auparavant par aucun autre télescope.
Le buzz parmi les astronomes professionnels comme moi a été électrique depuis que les membres de l’équipe Webb ont partagé des images de test alléchantes. Et les vraies images sont encore meilleures que n’importe qui aurait pu espérer. Lors de la présentation où les premières images ont été publiées, Jane Rigby, scientifique du projet Webb, a fait remarquer : « Pour Webb, il n’y a pas de ciel vide ; partout où il regarde, il voit des galaxies lointaines. » La plupart de ces galaxies étaient invisibles jusqu’à présent.
Galaxies anciennes et univers primitif
La première image Webb que le monde a vue est celle d’un amas de galaxies connu des astronomes sous le nom de SMACS 0723 . Il se trouve dans le ciel de l’hémisphère sud et se trouve à 5,12 milliards d’années-lumière de la Terre.
Le détail des milliers de galaxies individuelles dans l’image est stupéfiant. C’est comme l’univers en haute définition, et je vous encourage à regarder l’ image en pleine résolution et à zoomer pour vraiment apprécier les détails.
Les grandes galaxies blanches au milieu de l’image appartiennent à l’amas et ont le même âge que le soleil et la Terre. Entourant et intercalées parmi les amas de galaxies se trouvent des galaxies plus éloignées, mais étirées en arcs spectaculaires comme si elles étaient vues à travers une loupe. Et c’est exactement ce qui se passe. Les galaxies d’arrière-plan sont beaucoup plus éloignées de la Terre mais semblent agrandies, car leur lumière est courbée vers la Terre par la gravité de l’amas beaucoup plus proche.
En arrière-plan, vous pouvez voir de faibles galaxies rouges dispersées comme des rubis dans le ciel. Ces galaxies sont encore plus éloignées. En mesurant les attributs précis de leur lumière, les astronomes peuvent dire qu’elles se sont formées il y a plus de 13 milliards d’années et même déterminer l’abondance de différents éléments dans ces premières galaxies.
Webb produit non seulement des images incroyablement nettes, mais il le fait facilement par rapport à son prédécesseur, le télescope spatial Hubble , qui a été lancé en 1990. Comme Rigby a plaisanté, « … le Hubble Extremely Deep Field a pris deux semaines d’exposition ; approfondi avant le petit déjeuner. » Une fois que Webb aura effectué des observations plus longues qui lui permettront de collecter plus de lumière provenant d’étoiles ou de galaxies faibles, les astronomes pourront voir certaines des premières étoiles et galaxies qui se sont formées juste après le Big Bang .
La deuxième révélation n’était pas une image mais un spectre – une répartition de la force de la lumière à différentes longueurs d’onde.
Webb a pointé son miroir vers l’ exoplanète WASP 96-B – une planète géante à gaz chaud en orbite autour d’une étoile à environ 1 000 années-lumière de la Terre – alors que la planète passait devant son étoile mère. Au cours de ce transit, une partie de la lumière de l’étoile a été filtrée à travers l’atmosphère de la planète et a laissé une « empreinte chimique » dans le spectre unique de la lumière. Les spécificités de cette empreinte suggèrent fortement qu’il y a de la vapeur d’eau, des nuages et de la brume dans l’atmosphère de WASP 96-B.
Alors que Webb continue d’observer des planètes plus petites qui pourraient potentiellement abriter la vie , les astronomes s’attendent à détecter les empreintes digitales d’oxygène, d’azote, d’ammoniac et de carbone sous forme de méthane et d’autres hydrocarbures. L’objectif est de trouver des biosignatures de la vie, c’est-à-dire une chimie qui indiquerait que l’atmosphère est modifiée par des organismes vivants.
Le défi technique de faire ce type d’observation, appelée spectroscopie de transit, est énorme, et ce premier résultat effleure à peine la surface du contenu scientifique du spectre.Une image composite des falaises cosmiques dans la nébuleuse Carina, créée avec les instruments NIRCam et MIRI du télescope spatial James Webb.
Les danses galactiques et la vie des stars
Les trois dernières images ont montré l’incroyable résolution de l’optique de Webb alors que le télescope explorait la naissance et la mort des étoiles .
La capacité de Webb à capturer la lumière dans l’infrarouge moyen permet à ses caméras de couper à travers des nuages denses de poussière et de gaz. Cette capacité a aidé Webb à capturer des détails spectaculaires de la nébuleuse Carina où naissent les étoiles.Ces images du télescope spatial James Webb montrent deux vues de la nébuleuse de l’anneau sud.
Webb est également parfaitement adapté pour étudier la fin de vie d’une star. Au fur et à mesure que les étoiles vieillissent, elles peuvent gonfler leurs couches externes et former des nébuleuses comme la superbe nébuleuse de l’anneau sud, qui a été photographiée par Webb . L’image a révélé des détails inédits sur les vagues successives de matière expulsées par l’étoile centrale mourante. Alors que Hubble était incapable de voir à travers le nuage de poussière et de débris en expansion, Webb a fourni le premier aperçu du système d’étoiles binaires qui a formé la nébuleuse.
La dernière photo de la soirée de sortie de Webb montrait le Quintette de Stephan , un groupe de cinq galaxies à 300 millions d’années-lumière de la Terre, interagissant dans une danse cosmique. Grâce à la suite d’instruments complémentaires à bord de Webb, le télescope peut simultanément capter les détails d’étoiles individuelles dans ces galaxies, voir la formation d’étoiles froides alimentant la poussière et le gaz dans ces galaxies et, plus remarquable encore, bloquer les étoiles, le gaz et la poussière pour voir la matière tourbillonner autour du trou noir supermassif au centre de l’une des galaxies.Cette mosaïque, un composite de données proche et moyen infrarouge montrant un groupe de cinq galaxies connu sous le nom de Quintette de Stephan, est la plus grande image de Webb à ce jour, couvrant une zone du ciel de 1/5 du diamètre de la lune (vue de la Terre).
Webb a également capturé des données sur les spectres de centaines de régions individuelles de formation d’étoiles dans le Quintet, ce qui prendra des mois à analyser et à étudier.
Webb est le résultat de 25 ans de travail de milliers de scientifiques, d’ingénieurs et d’administrateurs appartenant à une collaboration internationale d’agences spatiales, d’entreprises, de centres de recherche et d’universités du monde entier. John Mather, un chef de projet pour Webb, a décrit avec émotion le voyage : « C’était difficile à faire. Il est difficile d’exprimer à quel point cela a été difficile. Il y avait tellement de milliers de façons dont cela aurait pu mal tourner. »
Mais ça ne s’est pas mal passé. Tout s’est réuni, et maintenant le plus grand télescope spatial de l’humanité est ouvert aux affaires.
Le premier champ profond de Webb
Le télescope spatial NASA/ESA/CSA James Webb a produit l’image infrarouge la plus profonde et la plus nette de l’Univers lointain à ce jour. Connue sous le nom de premier champ profond de Webb, cette image de l’amas de galaxies SMACS 0723 regorge de détails.
Des milliers de galaxies – y compris les objets les plus faibles jamais observés dans l’infrarouge – sont apparues pour la première fois dans la vue de Webb. Cette tranche du vaste Univers a approximativement la taille d’un grain de sable tenu à bout de bras par quelqu’un au sol.
Ce champ profond, pris par la caméra proche infrarouge de Webb (NIRCam), est un composite composé d’images à différentes longueurs d’onde, totalisant 12,5 heures – atteignant des profondeurs aux longueurs d’onde infrarouges au-delà des champs les plus profonds du télescope spatial Hubble, ce qui a pris des semaines.
L’image montre l’amas de galaxies SMACS 0723 tel qu’il est apparu il y a 4,6 milliards d’années. La masse combinée de cet amas de galaxies agit comme une lentille gravitationnelle, grossissant des galaxies beaucoup plus éloignées derrière lui. Le NIRCam de Webb a mis au point ces galaxies lointaines – elles ont de minuscules structures faibles qui n’ont jamais été vues auparavant, y compris des amas d’étoiles et des caractéristiques diffuses. Les chercheurs commenceront bientôt à en savoir plus sur les masses, les âges, les histoires et les compositions des galaxies, alors que Webb recherche les premières galaxies de l’Univers.
Tout d’abord, concentrez-vous sur les galaxies responsables de la lentille : la galaxie elliptique blanche brillante au centre de l’image et les galaxies blanches plus petites dans toute l’image. Liés ensemble par gravité dans un amas de galaxies, ils dévient la lumière des galaxies qui apparaissent dans les vastes distances derrière eux. La masse combinée des galaxies et de la matière noire agit comme un télescope cosmique, créant des images agrandies, déformées et parfois en miroir de galaxies individuelles.
Des exemples clairs de miroir se trouvent dans les arcs orange proéminents à gauche et à droite de la galaxie amas la plus brillante. Ce sont des galaxies à lentilles – chaque galaxie individuelle est représentée deux fois dans un arc. L’image de Webb a pleinement révélé leurs noyaux brillants, qui sont remplis d’étoiles, ainsi que des amas d’étoiles orange le long de leurs bords.
Toutes les galaxies de ce champ ne sont pas en miroir – certaines sont étirées. D’autres apparaissent dispersées par des interactions avec d’autres galaxies, laissant derrière elles des traînées d’étoiles.
Webb a affiné le niveau de détail que nous pouvons observer dans ce domaine. Les galaxies très diffuses apparaissent comme des collections de graines de pissenlit lâchement liées qui s’élèvent dans une brise. Les « gousses » individuelles de formation d’étoiles s’épanouissent pratiquement dans certaines des galaxies les plus éloignées – les vues les plus claires et les plus détaillées des amas d’étoiles de l’Univers primitif à ce jour.
Une galaxie parsemée d’amas d’étoiles apparaît près de l’extrémité inférieure du pic de diffraction vertical de l’étoile centrale brillante – juste à droite d’un long arc orange. La longue et mince galaxie ressemblant à une coccinelle est parsemée de poches de formation d’étoiles. Tracez une ligne entre ses « ailes » pour faire correspondre approximativement ses amas d’étoiles, en miroir de haut en bas. Parce que cette galaxie est tellement agrandie et que ses amas d’étoiles individuels sont si nets, les chercheurs pourront l’étudier avec des détails exquis, ce qui n’était pas possible auparavant pour des galaxies aussi éloignées.
Les galaxies de cette scène qui sont les plus éloignées – les galaxies les plus minuscules qui sont situées bien derrière l’amas – ne ressemblent en rien aux galaxies spirales et elliptiques observées dans l’Univers local. Ils sont beaucoup plus touffus et plus irréguliers. L’image très détaillée de Webb peut aider les chercheurs à mesurer les âges et les masses des amas d’étoiles au sein de ces galaxies lointaines. Cela pourrait conduire à des modèles plus précis de galaxies qui existaient au « printemps » cosmique, lorsque les galaxies poussaient de minuscules « bourgeons » de nouvelle croissance, interagissaient et fusionnaient activement, et devaient encore se développer en spirales plus grandes. En fin de compte, les observations à venir de Webb aideront les astronomes à mieux comprendre comment les galaxies se forment et se développent dans l’Univers primitif.
Comment fonctionne le télescope spatial James Webb en images Le télescope spatial James Webb , également connu sous le nom de Webb ou JWST, est un observatoire spatial à haute capacité conçu pour révolutionner les domaines de l’astronomie allant de la formation des étoiles à l’évolution des galaxies et des toutes premières galaxies de l’univers aux propriétés des systèmes planétaires.
Cependant, parce que JWST est un projet d’une complexité sans précédent, la mission a eu du mal à se lancer. Ce qui avait été initialement proposé comme un observatoire de 1 milliard de dollars lancé en 2007 est devenu un projet de 10 milliards de dollars lancé en 2021.
Les télescopes sur Terre sont confrontés à un défi majeur : même ceux qui sont éloignés de la pollution lumineuse des villes doivent observer à travers l’atmosphère, qui contient de l’humidité qui atténue et déforme les signaux que les instruments reçoivent. C’est pourquoi les astronomes aiment placer leurs observatoires dans des endroits à haute altitude comme Maunakea à Hawaii, dans des endroits secs comme le sud-ouest des États-Unis, ou idéalement dans un endroit à la fois haut et sec, comme le haut désert de l’Atacama au nord du Chili.
Mais peu importe à quel point vous allez haut ou sec, l’atmosphère terrestre posera toujours des problèmes. Mais il existe un autre moyen de contourner ces limitations : placez votre télescope dans l’espace, là où il n’y a pas d’atmosphère pour brouiller votre image. C’est pourquoi Hubble et ses homologues ont connu un tel succès. Si tout se passe bien, JWST deviendra le dernier entrant dans la coalition des télescopes spatiaux.Depuis trois décennies maintenant, l’emblématique télescope spatial Hubble a été l’œil des astronomes loin dans le cosmos. Il a fourni aux astronomes des vues sur les galaxies lointaines, la matière noire et l’ancien univers. Hubble continue de bien servir les astronomes, mais depuis son lancement en 1990 – et même depuis sa dernière mise à jour en 2009 – l’astronomie et la technologie ont toutes deux évolué.
Il y a certainement de la place pour un télescope spatial plus grand et plus puissant que Hubble, et c’est pour cela que JWST est conçu. Le miroir du nouveau télescope éclipse celui de Hubble plus de deux fois. Pour de nombreux astronomes, l’espoir est grand que JWST élargira notre connaissance de l’univers pendant de nombreuses années dans le futur. 
Les astronomes espèrent que JWST sera en mesure de répondre à certaines de leurs grandes questions. D’une part, la capacité infrarouge de JWST signifie qu’il peut scruter profondément le cosmos pour voir l’univers à ses tout débuts, mieux que les télescopes à lumière visible comme Hubble. Les astronomes pensent que cela pourrait aider le télescope à observer la lumière des toutes premières étoiles à se former après le Big Bang et à comprendre comment ces étoiles se sont fusionnées en galaxies.
Les objectifs du JWST incluent également l’avancement de l’étude des exoplanètes. Les astronomes souhaitent utiliser JWST pour voir comment les étoiles se forment et développent des systèmes planétaires. Ensuite, ils pourraient zoomer sur ces systèmes planétaires, observer les atmosphères des exoplanètes et même rechercher des traces de vie appelées biosignatures.
Le télescope spatial James Webb porte le nom de James Webb, qui était le deuxième administrateur de la NASA, en poste de 1961 à 1968. Bien qu’il soit le plus souvent associé au programme Apollo qui a envoyé des humains sur la lune pour la première fois juste après la fin de son mandat, Webb a également soutenu le programme scientifique de la NASA, selon l’agence .Le projet d’observatoire, à l’origine surnommé le télescope spatial de nouvelle génération, a été nommé en l’honneur de Webb en 2002. Cependant, alors que le vaisseau spatial s’est rapproché de la rampe de lancement, son nom a suscité la controverse . Le nom rompt avec une tradition de la NASA consistant à nommer les missions scientifiques – Hubble inclus – d’après des scientifiques plutôt que des bureaucrates.
En outre, ceux qui s’opposent au nom ont fait valoir qu’avant de rejoindre la NASA, Webb a participé à des discussions sur l’effort du gouvernement fédéral « Lavender Scare » pour chasser les homosexuels du gouvernement, tandis que pendant son mandat d’administrateur, l’agence a licencié un analyste budgétaire. après de longs interrogatoires sur une prétendue « conduite immorale ».
L’actuel administrateur de la NASA, Bill Nelson, s’appelait septembre 2021 . Bien que l’agence se réfère principalement à l’observatoire en tant que Webb, de nombreux astronomes ont conservé l’acronyme, proposant même des titres de télescope alternatifs qui aboutissent au même acronyme sans faire référence à Webb.L’histoire de JWST a été longue et tortueuse. Les plans pour un successeur à Hubble remontent aux années 1990, avec l’espoir de lancer une telle mission dans la décennie des années 2000. Mais les plans n’ont cessé d’augmenter en complexité, puis en coût, la date de lancement glissant plus loin dans le futur et le télescope ne se matérialisant pas tout à fait.
Des retards supplémentaires sont survenus lorsque certains de ses composants ont subi des pannes et des dysfonctionnements lors des tests. Le télescope a finalement été complètement assemblé en 2019 – quelques mois seulement avant que le COVID-19 ne commence à se répandre dans le monde, ralentissant les dernières étapes du lancement du projet. Le joyau de la couronne de JWST est son miroir. À 21,3 pieds (6,5 mètres) de diamètre, c’est le plus grand miroir jamais allé dans l’espace – éclipsant de loin le disque de 7,8 pieds (2,4 m) qui sous-tend Hubble. Le miroir de JWST , également appelé élément de télescope optique (OTE), est fabriqué à partir de béryllium recouvert d’or. Il est composé de 18 sections hexagonales, chacune de la taille d’une grande table. Plus de 100 moteurs sous-tendent le miroir pour effectuer des ajustements subtils.
Construire le miroir était un défi incroyable pour les constructeurs de JWST. Même la moindre imperfection pourrait considérablement entraver les capacités de vision de JWST. Le miroir a été construit par Ball Aerospace & Technologies et assemblé au Goddard Space Flight Center de la NASA dans le Maryland.
Hubble observe, pour la plupart, en lumière visible. JWST, d’autre part, observera dans des longueurs d’onde plus longues et plus rouges, principalement dans l’infrarouge. Les scientifiques espèrent que cette capacité permettra au télescope de regarder des objets plus éloignés de nous ; la lumière de ces objets est « décalée vers le rouge » dans des longueurs d’onde plus longues. JWST transporte quatre instruments conçus spécifiquement pour détecter de manière très sensible les signaux infrarouges.Les instruments seront contenus dans un bus de vaisseau spatial, une boîte faite principalement de composite de graphite, qui contient également les propulseurs, l’ordinateur et l’équipement de communication de JWST. Essentiellement, le bus est le cœur et le cerveau de JWST.
Le bus est protégé par un pare-soleil massif et équipé d’un refroidisseur cryogénique qui utilise de l’hélium pour maintenir ses composants à une température glaciale de 37 degrés Kelvin (moins 393 degrés Fahrenheit ou moins 236 degrés Celsius).Afin de maintenir le JWST en parfait état pour observer les signaux infrarouges faibles, il doit être maintenu au froid – très froid en effet, en dessous de 50 degrés K (moins 370 degrés F ou moins 223 degrés C). Tout réchauffement signifierait que le télescope perdrait la sensibilité cruciale dont il a besoin, et même les variations de température les plus subtiles peuvent perturber le miroir. Heureusement, en plus des refroidisseurs cryogéniques, JWST est équipé à cet effet d’un pare-soleil massif .
JWST a été lancé avec le pare-soleil plié. Au cours des deux premières semaines de vol de l’observatoire, le pare-soleil s’est déployé pour couvrir la longueur d’un court de tennis. Le pare-soleil se compose de cinq couches d’un polymère appelé Kaplon E, pris en sandwich entre l’aluminium et le silicium pour réfléchir la lumière du soleil et la chaleur loin de l’observatoire. Pendant que JWST orbite, le pare-soleil se tient toujours entre son miroir et la direction du soleil.
Déplier et désempiler les couches du pare-soleil n’est qu’un aspect du déploiement compliqué de JWST. Au total, le processus a pris un mois, ce que la NASA a surnommé » 29 jours à la dérive « . Pendant ce temps, JWST s’est également rendu à son poste.
JWST n’orbite pas autour de la Terre elle-même, mais plutôt en un point où les forces gravitationnelles de la Terre et du Soleil s’égalisent, appelé point de Lagrange . Plus précisément, l’observatoire est stationné au niveau Terre-Soleil L2, de l’autre côté de la Terre par rapport au soleil. Ici, le télescope se trouve toujours dans l’ombre de la Terre, ce qui donne aux instruments une lecture plus claire du cosmos. JWST orbite en fait autour du point Terre-Soleil L2, passant une demi-année terrestre pour effectuer une boucle autour de ce point.L’un des inconvénients de cette orbite est que, puisqu’elle se trouve à 930 000 milles (1,5 million de km) de la Terre – trois fois la distance entre la Terre et la Lune – JWST est trop éloigné pour des réparations comme celles subies par Hubble . Cette orbite est également intrinsèquement instable, ce qui signifie que JWST doit effectuer un maintien en position, ajustant constamment sa vitesse de quelques mètres par seconde chaque année.
La mission initiale de JWST est prévue pour durer 10 ans. La principale contrainte limitative est que le télescope a besoin de ses propulseurs pour se maintenir en orbite ; ces propulseurs ont assez de propulseur pour durer 10 ans. De plus, la conception de l’observatoire et son éloignement de la Terre signifient que JWST ne peut pas être réparé ou mis à niveau, comme l’était Hubble. Mais les scientifiques explorent déjà quels observatoires ils pourraient vouloir suivre JWST . Prenez, par exemple, le Large Ultraviolet Optical Infrared Surveyor (LUVOIR), qui observerait dans des longueurs d’onde allant de l’ultraviolet à l’infrarouge, et dont le miroir est proposé comme étant presque deux fois plus large que celui de JWST. LUVOIR, disent les astronomes, pourrait être la clé pour accomplir l’une des plus grandes quêtes de l’astronomie : la recherche d’une planète semblable à la Terre qui abrite la vie.Bien que JWST soit dirigé par la NASA, le télescope est un projet scientifique multinational ; l’ Agence spatiale européenne est un partenaire clé qui a géré le lancement comme une contribution majeure au projet. Ses composants proviennent de plusieurs installations différentes, mais le télescope a été assemblé par Northrop Grumman à Redondo Beach, en Californie, au sud de Los Angeles.
En septembre, le télescope a quitté le sud de la Californie, a traversé le canal de Panama et est arrivé à son dernier port terrestre d’escale, le site de lancement de l’Agence spatiale européenne à Kourou en Guyane française. La mission a été lancée le 25 décembre 2021 depuis le site de lancement de l’ESA à Kourou en Guyane française, à 7h20 HNE (12h20 GMT ; 9h20 heure locale de Kourou), à bord d’une fusée Arianespace Ariane 5.
Le 11 février, la NASA a annoncé que le télescope spatial James Webb avait capturé ses premières images de la lumière des étoiles. La première image prise par Webb était celle d’une étoile appelée HD 84406 . La lumière de HD84406 a été capturée par les 18 segments de miroir de Webb situés sur le miroir primaire, résultant en une mosaïque de 18 points lumineux dispersés. Les miroirs de Webb ont ensuite subi de nombreuses procédures d’alignement et ont amené 18 copies non focalisées d’une étoile dans une formation hexagonale délibérée.
Au cours du processus d’alignement du miroir principal, Webb a pris un « selfie » impressionnant à l’aide d’une caméra spécialisée à l’intérieur de l’instrument NIRCam. La caméra est conçue pour être utilisée à des fins d’ingénierie et d’alignement. Ce « selfie » montre l’un des segments du miroir qui brille plus que les autres, c’est parce qu’au moment de la photographie, c’était le seul segment actuellement aligné et pointant vers une étoile. Webb a ensuite aligné chacun des segments de miroir un par un.
Le 28 avril, la NASA a annoncé dans un communiqué que le télescope spatial James Webb avait terminé sa phase d’alignement après avoir démontré qu’il pouvait capturer des « images nettes et bien ciblées » avec ses quatre instruments scientifiques.Après avoir terminé la dernière étape de l’alignement du télescope, Webb a été jugé prêt à passer à sa prochaine et dernière série de préparatifs : la mise en service d’instruments scientifiques.
https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2022/07/Webb_s_first_deep_field
https://www.space.com/james-webb-space-telescope-mission-explained
https://www.space.com/james-webb-space-telescope-first-images-explained