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Télescope James-Webb, un titan dans l’espace

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Télescope James-Webb, un titan dans l’espace

Télescope James-Webb, un titan dans l’espace

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Lorsque Pierre-Olivier Lagage fait une présentation du « Webb », la première image qui apparaît sur l’écran est une vieille photo de cet astrophysicien au Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), un
cliché datant du siècle dernier. « Quand j’ai commencé à travailler sur le JWST, en 1998, commente-t-il en souriant, j’avais un peu plus de cheveux. » Sans vouloir être désobligeant, on ajoutera que la barbe et
ce qu’il reste de chevelure ont aussi bien blanchi depuis. L’histoire du JWST est en effet celle d’un long et pénible accouchement.

La saga – le mot n’est pas trop fort – de ce télescope spatial a commencé en 1989, avant même que Hubble ne monte au ciel. En théorie, le JWST aurait dû être lancé en 2007 et ne coûter que 500 millions de dollars (443 millions d’euros)
mais, faute d’avoir bien évalué le temps et l’argent nécessaires pour développer et tester cet engin d’une complexité inouïe, riche de nombreuses innovations techniques, tout a dérivé dans les grandes largeurs. Au point que, en 2011, le
Congrès américain, réticent à mettre une énième fois la main au portefeuille, a failli tout simplement annuler le projet. « Il a fallu une grande mobilisation des scientifiques pour dire à quel point cet outil était
indispensable, que tous les domaines de l’astrophysique allaient en bénéficier »
, se souvient Pierre-Olivier Lagage.

Pour comprendre ce programme hors norme, un peu de physique et de cosmologie s’impose. Astrophysicien au CEA, David Elbaz rappelle que, « au moment où on a lancé Hubble, qui observe essentiellement dans la partie visible du
spectre électromagnétique, on savait qu’il n’aurait pas la capacité à répondre à plusieurs questions, que certains aspects lui seraient inaccessibles »
.

En effet, ces questions trouvent leurs réponses non pas dans le visible mais dans l’infrarouge, domaine auquel le JWST se consacrera entièrement. Pourquoi ? La faute, tout d’abord, à l’expansion de l’Univers. Prenons les galaxies
les plus éloignées de nous, situées à des milliards et des milliards d’années-lumière. La lumière de leurs étoiles a bien sûr été émise dans le visible mais, explique David Elbaz, « pendant qu’elle voyageait pour nous rattraper,
sa longueur d’onde augmentait car l’espace se dilatait »
, tout comme, lorsque l’on souffle dans un ballon de baudruche, l’inscription à sa surface grandit. Et à force d’augmenter, la longueur d’onde de la lumière émise par les
premières galaxies a glissé du domaine visible vers l’infrarouge, invisible pour nos yeux et pour ceux de Hubble.

L’infrarouge présente aussi l’avantage de traverser sans encombres les nuages de poussières intersidérales qui bloquent la lumière visible. Pratique pour observer les galaxies masquées par des cocons particulaires ou les disques
protoplanétaires, ces galettes de poussières et de gaz qui entourent les étoiles naissantes et à partir desquelles se forment les planètes.

Ceci dit, l’infrarouge a un inconvénient de taille : c’est la longueur d’onde où se manifeste la chaleur. Lorsque l’on veut mettre dans l’espace un télescope infrarouge ultrasensible, on doit le refroidir à des températures très
basses : autour de – 230 0C pour trois des quatre instruments du JWST et jusqu’à – 266 0C pour le quatrième (soit seulement 7 0C au-dessus du zéro absolu), la caméra-spectromètre MIRI,
fruit d’un consortium américano-européen où la France a joué une part importante. Pour ne pas compromettre les mesures, il faut donc mettre le télescope à l’abri du Soleil, de la Terre et de la Lune qui rayonnent beaucoup, mais aussi le
préserver de la chaleur que l’engin lui-même émet ! Un abominable casse-tête.

Pour toutes ces raisons, après son lancement, le JWST ira se placer à 1,5 million de kilomètres de notre planète, en un endroit stable nommé « point de Lagrange L2 ». Là, il accompagnera le système Terre-Lune dans sa révolution
autour du Soleil mais en tournant le dos à ces trois astres.

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