Le télescope spatial James Webb

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Fiche

Lancement	25 décembre 2021, par une fusée Ariane 5
Position	point L2 Soleil–Terre, à environ 1,5 million de km de la Terre
Miroir principal	6,5 m de diamètre, 18 segments hexagonaux
Pare-soleil	cinq couches, environ la taille d'un court de tennis
Température de fonctionnement	en dessous d'environ −233 °C
Lumière observée	proche et moyen infrarouge, plus un peu de lumière visible rouge
Partenaires	NASA, ESA et Agence spatiale canadienne
Durée de vie prévue du carburant	environ 20 ans

En bref

Le miroir de Webb mesure 6,5 m de large, ce qui lui donne une surface collectrice environ six fois supérieure à celle de Hubble.
Il observe la lumière infrarouge, qui révèle les plus anciennes galaxies, les pouponnières d'étoiles poussiéreuses et l'atmosphère des planètes.
Il orbite autour d'un point d'équilibre appelé L2, à environ 1,5 million de km de la Terre, où il peut rester froid et à l'ombre.
Un pare-soleil à cinq couches maintient les instruments très en dessous du point de congélation, pour que leur propre chaleur ne noie pas les signaux faibles.
Parmi les premiers résultats : des galaxies étonnamment brillantes dans l'Univers jeune et une chimie détaillée de l'atmosphère d'exoplanètes.

Un télescope conçu pour l'infrarouge

L'infrarouge est une lumière dont la longueur d'onde est un peu plus grande que celle du rouge : invisible à nos yeux, mais perçue comme de la chaleur. Webb a été conçu principalement pour cette lumière, pour trois raisons.

D'abord, l'Univers est en expansion, ce qui étire la lumière des galaxies les plus lointaines vers de plus grandes longueurs d'onde, un décalage que les astronomes appellent décalage vers le rouge. Une lumière partie des premières galaxies sous forme d'ultraviolet ou de visible nous arrive aujourd'hui sous forme d'infrarouge. Ensuite, l'infrarouge traverse les nuages de poussière qui cachent les étoiles naissantes. Enfin, les gaz de l'atmosphère des planètes laissent leurs empreintes dans l'infrarouge.

Le miroir et le pare-soleil

Le miroir principal mesure environ 6,5 m de large, trop grand pour tenir d'une seule pièce dans une fusée. Il se compose de 18 segments hexagonaux en béryllium léger recouverts d'une fine couche d'or, qui réfléchit très bien l'infrarouge. Le miroir était replié pour le lancement et s'est déployé dans l'espace.

Un télescope infrarouge doit être froid, sinon sa propre chaleur rayonne et noie les cibles faibles. Le pare-soleil de Webb compte cinq couches de film très fin, chacune à peu près aussi grande qu'un court de tennis. Côté Soleil, la face chaude peut dépasser 90 °C, tandis que la face à l'ombre reste en dessous d'environ −233 °C. Un instrument est refroidi davantage par un petit réfrigérateur.

Le lancement et le voyage vers L2

Webb a été lancé le 25 décembre 2021 depuis la Guyane française par une fusée européenne Ariane 5. Au cours des semaines suivantes, il a déployé son pare-soleil et son miroir en une longue série d'étapes, dont chacune aurait pu mettre fin à la mission. Toutes ont réussi.

Il s'est ensuite placé sur une orbite autour du deuxième point de Lagrange, ou L2, à environ 1,5 million de km de la Terre, du côté opposé au Soleil. En L2, les attractions du Soleil et de la Terre se combinent de sorte qu'un engin spatial garde le même rythme que la Terre. De là, le Soleil, la Terre et la Lune se trouvent tous du même côté, et un seul écran peut donc les masquer tous. Le lancement a été si précis que Webb a économisé du carburant, et la NASA en prévoit assez pour environ 20 ans de fonctionnement.

Ce que Webb a découvert

Ses premières images en couleur ont été publiées en juillet 2022. Depuis, Webb a repéré des galaxies qui existaient seulement environ 300 millions d'années après le Big Bang. Beaucoup sont plus brillantes et plus évoluées que ne le prévoyaient les modèles, ce qui donne du travail aux théoriciens.

Webb a mesuré du dioxyde de carbone, de la vapeur d'eau et d'autres molécules dans l'atmosphère de planètes tournant autour d'autres étoiles. Il a photographié des disques de poussière où se forment des planètes, suivi le cycle de vie des étoiles dans les nébuleuses et trouvé des galaxies primitives abritant des trous noirs étonnamment massifs.

Il étudie aussi notre propre voisinage, en capturant les anneaux de Neptune et d'Uranus, la météo de Jupiter et la faible lueur de comètes lointaines.

Webb et Hubble ensemble

On présente souvent Webb comme le successeur de Hubble, mais les deux travaillent en partenaires. Hubble excelle dans l'ultraviolet et le visible ; Webb excelle dans l'infrarouge. En combinant leurs images, on voit à la fois le gaz lumineux et les étoiles cachées d'une même nébuleuse.

Une grande différence : Hubble orbite près de la Terre et pouvait être réparé par des astronautes. Webb est bien trop loin pour toute mission d'entretien ; il a donc été conçu et testé pour fonctionner sans aide.

Peut-on voir Webb ?

Pas à l'œil nu. À environ 1,5 million de km, soit environ quatre fois la distance de la Lune, il est bien trop faible. Des amateurs expérimentés équipés de grands télescopes et de caméras l'ont parfois enregistré sous la forme d'un minuscule point en mouvement.

La meilleure façon de suivre Webb est de regarder les images publiées par la NASA, l'ESA et l'Agence spatiale canadienne, généralement accompagnées d'explications sur ce que montre chaque cliché.