15/07/2022 09:43
Le télescope spatial James Webb a révélé en début de semaine ses premières images du cosmos, mais son travail ne fait que commencer. Des scientifiques du monde entier ont déjà réservé du temps d'observation avec cet impressionnant nouvel outil, et leurs cibles cosmiques sont aussi diverses que fascinantes.
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Au Space Telescope Science Institute (STScI) à Baltimore aux États-Unis, d'où le télescope spatial James Webb est piloté, le 3 décembre 2021.
Photo : AFP/VNA/CVN

Premières galaxies, lointaines étoiles, exoplanètes... le programme de la première année d'observation a été déterminé à l'avance par un comité d'experts, et ce depuis plus d'un an déjà.

N'importe qui peut, en théorie, se servir de ce télescope pour ses recherches - pour peu de savoir quoi observer, et de voir sa proposition sélectionnée.

Parmi les heureux élus, Olivia Lim, doctorante à l'Université de Montréal, a seulement 25 ans. "J'ai la chance d'utiliser ce télescope alors que je n'étais même pas née lorsque les gens commençaient à en parler", a-t-elle confié.

Son but : observer des planètes tournant autour d'une étoile nommée Trappist-1. Le système compte sept planètes en tout, d'une taille semblable à la Terre. Elles sont si proches les unes des autres que depuis la surface de l'une, on pourrait voir les autres apparaître clairement dans le ciel.

Le système "Trappist-1 est unique", explique la jeune femme. "Toutes les conditions, ou presque toutes, y sont favorables pour la recherche de vie à l'extérieur de notre système solaire". 

Il s'agit en effet de planètes rocheuses (et non gazeuses). De plus, trois se trouvent dans la zone dite "habitable", c'est-à-dire ni trop proches ni trop éloignées de leur étoile, offrant des températures adéquates pour que de l'eau liquide existe à leur surface.

Autres avantages : elles sont situées à "seulement" 39 années-lumière. Et surtout, on peut les voir passer devant leur étoile depuis notre point de vue (on dit qu'elles "transitent" leur étoile).

C'est ce qui permet de les étudier, en observant la baisse de luminosité que leur passage devant l'étoile produit. Plusieurs de ces transits devraient être observés dès ce mois-ci.

On ne sait pas encore si ces planètes ont une atmosphère, mais c'est ce qu'Olivia Lim cherche à découvrir. Si c'est le cas, la lumière passant à travers l'atmosphère sera "filtrée" par les molécules qu'elle contient.

Le gros lot serait de détecter la présence de vapeur d'eau, de CO2 ou d'ozone, spécifiquement recherchés.

Trappist-1 représente une telle cible de choix que plusieurs autres équipes scientifiques ont également obtenu du temps pour les observer.

Y trouver des traces de vie, si elles existent, prendra encore du temps, selon Olivia Lim. Mais "tout ce qu'on fait cette année sont vraiment des étapes importantes pour arriver à ce but ultime", souligne la chercheuse.

Enfance de l'Univers

Outre les exoplanètes, l'une des autres grandes promesses de James Webb est l'exploration des premiers âges de l'Univers.

Comment ? Parce que plus l'on observe loin, plus l'on voit il y a longtemps. La lumière du Soleil met par exemple huit minutes à nous parvenir, et nous le voyons donc tel qu'il était il y a huit minutes. Ainsi, en regardant le plus loin possible, on peut percevoir la lumière telle qu'émise il y a des milliards d'années.

Description des différents types d'exoplanètes, que le télescope James Webb doit étudier pour aider à déterminer la composition de leur atmosphère et l'éventuelle présence d'eau. Photo : AFP/VNA/CVN

Les astronomes ont pour le moment réussi à remonter 97% du temps jusqu'au Big Bang, survenu il y a 13,8 milliards d'années.

Mais les galaxies les plus éloignées n'apparaissaient pour le moment que sous la forme de "minuscules taches rouges", a expliqué Dan Coe, astronome au Space Telescope Science Institute, en charge des opérations de James Webb à Baltimore, près de Washington.

Le chercheur a deux programmes d'observations à venir : le premier visant l'une des plus distantes galaxies connues, MACS0647-JD, découverte en 2013, et le second portant sur Earendel, l'étoile la plus lointaine jamais détectée, depuis cette année seulement.

"Avec James Webb, nous allons enfin pouvoir voir à l'intérieur de ces galaxies, voir de quoi elles sont faites, à la fois en image et par spectroscopie, cela va être incroyable", a-t-il assuré.

La spectroscopie permet, via l'analyse de la lumière captée, de déterminer les propriétés chimiques d'un objet lointain.

Si les galaxies récentes peuvent être elliptiques ou en spirales, les plus anciennes étaient plus "irrégulières", relève Dan Coe.

Et on ne sait pas encore à quoi ressemblent les toutes premières étoiles, qui ont probablement commencé à se former une centaine de millions d'années après le Big Bang.

Selon la théorie, ces premières étoiles dites de population III étaient bien plus massives que notre Soleil, et faites uniquement d'hydrogène et d'hélium. Leur explosion en supernova a ensuite contribué à enrichir le milieu interstellaire, jusqu'à la formation des planètes et des étoiles d'aujourd'hui.

Certains doutent qu'il soit possible de voir ces étoiles. Mais cela n'empêchera pas les astronomes de continuer d'essayer.
AFP/VNA/CVN

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