Par conséquent, deux nébuleuses, un amas de galaxies, une exoplanète, un amas de galaxies et un champ profond sont les premières images et spectres du télescope spatial James-Webb à être présentés et à préparer le terrain pour les opérations scientifiques. Cette nouvelle ère naissante pour l’astronomie a été unanimement saluée par la communauté scientifique, qui s’attend à des progrès significatifs dans de nombreux domaines.
James-Webb est le fruit d’un partenariat international entre la NASA, l’ESA et l’Agence spatiale canadienne (ASC). ” Ces premières images et spectres Webb sont une grande célébration de la collaboration internationale qui a rendu possible cette mission ambitieusea déclaré Josef Aschbacher, directeur général de l’ESA. Je tiens à remercier toutes les personnes impliquées dans la mise en service de ce magnifique télescope et la publication de ces incroyables premières images Webb – vous avez fait de cette journée historique une réalité. Outre les services de lancement, l’ESA a fourni deux des quatre instruments scientifiques (l’instrument NIRSpec et le module optique de l’instrument Miri) et fourni le personnel nécessaire aux opérations de la mission pour un coût total de 700 millions d’euros. En contrepartie de cet investissement, l’Europe se voit garantir un minimum de 15% de temps d’observation, mais pour le premier cycle d’observation, du fait de la qualité des demandes d’observation des astronomes européens, la part allouée aux scientifiques européens est d’environ 30%.
Le champ profond de SMACS 0723 aux confins de l’univers
La première image révélée est le champ profond SMACS 0723, dont l’observation rapprochée raconte l’histoire de l’univers à toutes les époques, à partir d’il y a 13,8 milliards d’années. Ce champ profond utilise la lentille gravitationnelle d’un amas de galaxies pour révéler certaines des galaxies les plus lointaines jamais découvertes. Avec un temps d’exposition de seulement 12,5 heures, cette image ne fait qu’effleurer la surface des prouesses en champ profond de Webb. Certains des objets vus sur cette image ont plus de 13 milliards d’années, a confirmé Pierre Ferruit, responsable du programme JWST à l’ESA. Ils ne se sont formés que quelques centaines de millions d’années après le Big Bang. Une lecture rapide des données de cette image ne permet pas de dater avec certitude des objets formés seulement quelques centaines de millions d’années après le Big Bang. Une analyse d’image plus poussée est nécessaire pour une datation précise. Dans les mois à venir, d’autres champs profonds avec des temps d’exposition plus longs seront pris, certains identiques à ceux de Hubble, et tous suggèrent que James-Webb découvrira des galaxies âgées d’à peine cent millions d’années.
Une nébuleuse planétaire dans notre voisinage
De la naissance à la mort d’une nébuleuse planétaire, James-Webb peut étudier la poussière et le gaz des étoiles vieillissantes qui pourraient un jour devenir une nouvelle étoile ou planète. Il convient de rappeler que les instruments NIRCam et Miri se complètent très bien. Les premiers fourniront des images avec un très bon niveau de détails et un rendu très fin. Il est bien adapté à l’observation d’objets chauds comme les galaxies. Au contraire, il verra moins bien la poussière, plus froide. Quant à Miri, son principal intérêt est que les étoiles dans son champ de vision ont tendance à disparaître. Cet instrument est donc très utile pour observer des objets très froids, notamment des poussières, et trouver la lumière de galaxies si anciennes qu’elles n’émettent plus dans le visible.
Un spectre qui a changé l’ère de la spectroscopie planétaire
James-Webb a trouvé des molécules d’eau sur une exoplanète qui ne sont clairement pas un indice de la vie extraterrestre. L’intérêt de ce spectre est de démontrer une grande partie des capacités remarquables de l’instrument NIRISS. Remarquable car il s’agit du spectre infrarouge le plus détaillé d’une exoplanète jamais collecté, le premier spectre à inclure des longueurs d’onde supérieures à 1,6 microns à une résolution et une précision aussi élevées, et le premier à couvrir toute la gamme de longueurs d’ondes de 0,6 microns (rouge visible lumière) à 2,8 microns (proche infrarouge) en une seule prise.
James-Webb va maintenant étudier des centaines d’autres systèmes pour comprendre de quoi sont faites les autres atmosphères planétaires. Parmi les campagnes d’observation déjà approuvées, on peut citer la caractérisation détaillée de grosses molécules organiques dans la nébuleuse d’Orion, les atmosphères de naines brunes et l’observation de plusieurs systèmes planétaires, dont celui de Trappist-1b. La petite étoile Trappist-1, à 40 années-lumière, est unique en ce qu’elle possède un système planétaire fascinant : sept planètes semblables à la Terre, dont trois ont des orbites comprises entre celles de Vénus et de Mars.
La formation des étoiles, un thème fort de James-Webb
Les étoiles proviennent et contribuent aux vastes quantités de gaz et de poussière qui tourbillonnent autour des galaxies. La poussière évolue au fil du temps, et Webb peut étudier les galaxies voisines en interaction dynamique pour voir la poussière en action. Les scientifiques peuvent désormais voir avec des détails rares et sans précédent comment les galaxies en interaction déclenchent la formation d’étoiles les unes dans les autres et comment le gaz de ces galaxies est affecté. Pour avoir une idée précise du travail de James-Webb, téléchargez les images du site JWST de l’Agence spatiale européenne en cliquant ici et visualisez l’image.
La complémentarité des outils, une des forces de James-Webb
En observant cette région de formation d’étoiles et d’autres semblables, les scientifiques peuvent, grâce à James-Webb, voir des étoiles nouvellement formées et sonder le gaz et la poussière qui les ont fabriquées.
L’image inférieure est un composite d’images obtenues par les instruments proche infrarouge (NIRCam) et moyen infrarouge (Miri). En combinant les données des deux outils, les détails sont révélés.
Comparer les images de James Webb à celles de Hubble n’est pas aussi simple qu’il y paraît
La comparaison des images James-Webb avec Hubble a encore des limites du fait que les deux observatoires spatiaux n’observent pas aux mêmes longueurs d’onde et n’utilisent pas les mêmes couleurs. Cela explique pourquoi certains objets sont plus présents dans les images Webb, notamment les galaxies émettant dans le rouge, que dans les images Hubble.
Il faut aussi savoir que les galaxies les plus éloignées ne sont pas visibles pour Hubble car elles sont soit décalées vers le rouge soit derrière des nuages de poussière très denses. De plus, la sensibilité de Webb est telle que nous verrons des galaxies en arrière-plan dans toutes ses images ! Il faut donc être très prudent lorsqu’on les compare.
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