janvier 28, 2023

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Comment le télescope spatial James Webb a changé l’astronomie cette année

Il y a un an, le télescope spatial James Webb a commencé son voyage dans l’espace.

« JWST a été lancé le jour de Noël, puis c’était un cadeau dont il a fallu six mois pour se débarrasser », a déclaré Jane Rigby, astronome de la NASA et scientifique du projet opérationnel.

/ NASA, ESA, Agence spatiale canadienne et STScI

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NASA, ESA, ASC, STScI

Les piliers de la création ont été photographiés pour la première fois par Hubble en 1995. Une image Web révèle d’innombrables étoiles nouvellement formées scintillantes parmi des piliers de gaz et de poussière.

Après une période d’étalonnage initiale, le télescope a commencé à collecter des données. Les premiers résultats ont étonné les astronomes.

« J’ai téléchargé les données, je suis assis en pyjama … Vous savez, c’est une pandémie, nous travaillons tous à domicile », a déclaré Rigby. « J’ai extrait ces données et j’ai commencé à les parcourir, à les parcourir. Et c’était tellement beau. »

Seulement cinq mois après le début de sa mission scientifique, le télescope transforme déjà l’astronomie. Les outils du télescope lui ont permis de capturer des planètes, des étoiles et des galaxies inédites, proches et lointaines.

NPR s’est entretenu avec trois astronomes de diverses disciplines de l’astronomie sur la façon dont JWST fait progresser la recherche dans leur domaine d’expertise. Ils conviennent tous que le JWST a changé la donne et qu’il reste encore beaucoup de recherches révolutionnaires à venir.

« Les systèmes en boucle se déclenchent, et ils sont géniaux »

Les images de JWST de Neptune sont parmi les plus claires des anneaux de la planète prises depuis des décennies.  L'objet bleuâtre brillant est la grande lune gelée de Neptune, Triton.

/ NASA, ESA, Agence spatiale canadienne et STScI

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NASA, ESA, ASC, STScI

Les images de JWST de Neptune sont parmi les plus claires des anneaux de la planète prises depuis des décennies. L’objet bleuâtre brillant est la grande lune gelée de Neptune, Triton.

Heidi Hamill est astronome planétaire et scientifique interdisciplinaire du projet JWST. Elle a rejoint l’équipe en 2002 car elle souhaitait étudier la planète Neptune.

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En septembre, JWST a braqué ses miroirs sur le géant de glace.

« Quand j’ai vu l’image pour la première fois sur l’écran de l’ordinateur, j’étais très ému », a déclaré Hamill. « J’ai d’abord commencé à pleurer, puis j’ai commencé à crier et à appeler tous mes proches pour qu’ils viennent voir cette photo ! »

C'est l'image la plus claire des anneaux de Neptune depuis des décennies, prise par JWST.  Observé ici à des longueurs d'onde proches de l'infrarouge, Neptune apparaît blanc fantomatique au lieu de bleu.

/ NASA, ESA, Agence spatiale canadienne et STScI

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NASA, ESA, ASC, STScI

C’est l’image la plus claire des anneaux de Neptune depuis des décennies, prise par JWST. Observé ici à des longueurs d’onde proches de l’infrarouge, Neptune apparaît blanc fantomatique au lieu de bleu.

Avant JWST, a déclaré Hamill, les astronomes n’avaient jamais clairement observé le système d’anneaux de Neptune. Le vaisseau spatial Voyager a survolé Neptune en 1989, mais n’a réussi à capturer que les parties les plus brillantes des anneaux de la planète.

Les instruments JWST ont détecté les boucles avec une clarté inégalée.

« Boom ! Loop Systems est sorti tout de suite, et c’est génial », a déclaré Hamill.

Comme sortir de la réalité virtuelle pour entrer dans le monde réel.

En dehors de notre système solaire, le JWST a également aidé les astronomes à surveiller les galaxies les plus anciennes et les plus éloignées connues.

« J’ai cherché à simuler des données, en essayant d’imiter ce que JWST verrait, depuis de nombreuses années maintenant. Ainsi, lorsque j’ai vu les données pour la première fois, c’était comme sortir de la réalité virtuelle et entrer dans le monde réel », a déclaré Brant Robertson, professeur d’astronomie et d’astrophysique à l’Université du Michigan, Californie, Santa Cruz.

Robertson fait partie de l’équipe de chercheurs qui a découvert les plus anciennes galaxies jamais observées. Les instruments de JWST ont permis à son équipe d’identifier des galaxies âgées jusqu’à 13,4 milliards d’années – des galaxies qui se sont peut-être formées moins de 400 millions d’années après le Big Bang, une infime fraction de l’âge de l’univers.

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Des centaines de galaxies sont visibles sur cette image, qui combine les couleurs du proche infrarouge captées par le télescope Webb avec celles de Hubble.

/ NASA, l’Agence spatiale européenne, l’Agence spatiale canadienne et a. Pagan (STScI) et R. Janssen (ASU)

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NASA, l’Agence spatiale européenne, l’Agence spatiale canadienne et a. Pagan (STScI) et R Jansen (ASU)

Des centaines de galaxies sont visibles sur cette image, qui combine les couleurs du proche infrarouge captées par le télescope Webb avec celles de Hubble.

« En trouvant ces galaxies très anciennes, nous pouvons apprendre quelque chose sur notre propre histoire, sur l’histoire de l’univers en général, mais aussi sur notre maison en particulier », a déclaré Robertson.

Alors que des télescopes plus anciens comme le Hubble ont donné aux astronomes un aperçu de ce qui se passait, a déclaré Robertson, le JWST a élargi le type de science possible.

« C’est comme ouvrir un livre dont vous vouliez connaître la fin depuis si longtemps, mais repousser la lecture de ce paragraphe de conclusion », a déclaré Robertson, « et enfin voir toute l’histoire qui vous est révélée. »

« Presque tout ce que nous faisons n’était pas possible avant ce télescope. »

Jane Rigby, scientifique du projet des opérations au JWST, utilise également le télescope pour étudier les galaxies lointaines.

Un phénomène naturel appelé lentille gravitationnelle amplifie la lumière des galaxies que Rigby surveille – en combinant cela avec JWST, elle a pu couper à travers la poussière cosmique pour étudier comment les étoiles se forment dans ces galaxies.

Webb prend une photo de la protoétoile, le début d'une nouvelle étoile.  le "Sablier" Les nuages ​​de poussière et de gaz ne sont visibles qu'en lumière infrarouge, et Webb se spécialise dans les longueurs d'onde.

/ NASA, ESA, Agence spatiale canadienne et STScI

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Webb prend une photo de la protoétoile, le début d’une nouvelle étoile. Le « sablier » des nuages ​​de poussière et de gaz ne peut être vu qu’en lumière infrarouge, les longueurs d’onde dans lesquelles Webb se spécialise.

« Tout ce que nous faisons n’était pas possible avant ce télescope », a déclaré Rigby.

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Rigby a déclaré que les instruments Hubble n’ont pas été en mesure de voir la poussière qui obscurcit ces galaxies. De plus, les instruments de JWST lui permettent d’étudier la composition physique de ces galaxies par spectroscopie, une technique que les astronomes utilisent couramment pour déterminer la composition chimique des objets dans l’espace.

« Nous étudions où les étoiles se forment dans ces galaxies lentilles d’une manière qui n’est ridiculement pas possible avec un autre télescope », a déclaré Rigby.

JWST s’est déjà avéré être un excellent outil pour les astronomes, a déclaré Rigby, mais ses plus grandes découvertes sont encore à venir.

« Nous commençons tout juste à recevoir ce flot de documents annonçant les découvertes », a-t-elle déclaré. JWST est utilisé pour étudier les planètes de notre système solaire, les atmosphères des planètes d’autres systèmes solaires, la mort des étoiles, l’évolution des galaxies et bien plus encore, a déclaré Rigby.

Représentée avec des détails sans précédent, une étoile mourante expulse du gaz et de la poussière.  Des images comme celle-ci de JWST nous aideront à mieux comprendre comment les étoiles évoluent.

/ NASA, ESA, Agence spatiale canadienne et STScI

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Représentée avec des détails sans précédent, une étoile mourante expulse du gaz et de la poussière. Des images comme celle-ci de JWST nous aideront à mieux comprendre comment les étoiles évoluent.

Et bien que le JWST soit beaucoup plus puissant que les télescopes précédents, Rigby dit que les astronomes peuvent toujours utiliser Hubble pour compléter les observations du JWST.

« À bien des égards, JWST a été conçu pour faire les choses que Hubble ne peut pas faire, donc ils jouent très bien ensemble », a déclaré Rigby. « Le lanceur et le capitaine de votre équipe de baseball font des choses différentes. »

Rigby a déclaré que le télescope avait suffisamment de propulseurs à bord pour durer plus de 20 ans dans l’espace, il est donc possible qu’il puisse durer plus longtemps que sa mission minimale prévue de cinq ans.

« Je pense que l’année prochaine sera encore plus excitante que cette année », a déclaré Rigby.

Après tout, il faudra du temps pour examiner les données recueillies par le télescope spatial James Webb et voir à quel point cela pourrait changer notre compréhension des nombreux mystères de l’univers.

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