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ce que révèlent les images du plus grand télescope spatial jamais conçu

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ce que révèlent les images du plus grand télescope spatial jamais conçu

L’œil de James-Webb (JWST, James-Webb Space Telescope) révèle l’Univers avec une clarté jusqu’ici inégalée. Exoplanètes, amas de galaxies ou pouponnière d’étoiles : depuis le mois de juillet, le télescope livre des images spectaculaires du cosmos et des données importantes sur l’histoire de la création stellaire encore à analyser.

Construit par les agences spatiales américaine (NASA), européenne (ESA) et canadienne (ASC), cet outil d’ingénierie d’une valeur de quelque 10 milliards de dollars mène ses observations à 1,5 million de kilomètres de la Terre. Sa mission pourrait durer une vingtaine d’années, voire plus, selon le carburant disponible. Le Monde fait le point sur les images révélées par JWST depuis juillet.

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Neptune et sept de ses quatorze lunes

Le téléscope James-Webb a capturé sept des quatorze satellites naturels connus de Neptune : Galatée, Naïade, Thalassa, Despina, Protée, Larissa et Triton.

Les astronomes n’avaient pas eu de vues aussi nettes de la planète la plus lointaine du Système solaire depuis le bref et unique passage d’une sonde, Voyager-2, au voisinage de cette géante glacée, en 1989.

Depuis, Neptune avait un aspect bleuté dans les images prises dans la gamme d’onde du visible par le télescope Hubble, à cause de la présence de méthane dans son atmosphère. Avec l’instrument NIRCam du James-Webb, qui travaille dans le proche infrarouge, la planète prend désormais une teinte colorisée dans un blanc grisé. L’image montre aussi « une lumière étrange » à l’un des pôles de Neptune, a indiqué la NASA dans un communiqué.

Le télescope a aussi capturé l’image de sept des quatorze lunes connues de la planète. Notamment de Triton, qui ressemble par son éclat à une petite étoile. Plus importante que la planète naine Pluton, elle paraît aussi plus brillante que Neptune à cause de la réflexion de la lumière solaire sur sa surface de glace.

Avec l’instrument NIRCam du télescope James-Webb, qui travaille dans le proche infrarouge, la planète prend désormais une teinte colorisée dans un blanc grisé.

La pouponnière d’étoiles d’Orion

La nébuleuse d’Orion vue par le télescope spatial James-Webb (fausses couleurs).

Le 12 septembre, une image de la pouponnière d’étoiles la plus proche de nous dans notre galaxie, à environ 1 350 années-lumière de la Terre, a été publiée. Dans cette région naissent des étoiles, à l’intérieur des nombreux filaments qui structurent le cliché et qui bougent au gré des vents stellaires.

La structure de couleur marron qui barre l’image est un front de matière constituée de gaz et de poussières. Cette zone est à la frontière entre un côté bleuté, où le rayonnement ultraviolet de l’amas d’étoiles au centre de la nébuleuse ionise l’hydrogène et pousse la matière vers l’extérieur, et une région de poussières, de molécules d’hydrocarbure qui résistent au rayonnement.

La Tarentule

La caméra infrarouge du télescope James-Webb (NIRCam) affiche la région de formation d’étoiles de la nébuleuse de la Tarentule sous un nouveau jour et des dizaines de milliers de jeunes étoiles jamais vues auparavant, jusqu’ici enveloppées de poussière cosmique.

La NASA a publié le 6 septembre une image de la nébuleuse de la Tarentule, une région du cosmos où les étoiles naissent à un rythme effréné, et dont les clichés vont permettre d’approfondir la connaissance scientifique sur la formation stellaire.

Surnommée ainsi en raison de la forme de ses nuages de gaz et de poussière, la nébuleuse de la Tarentule est située à 161 000 années-lumière « seulement », a écrit la NASA dans un communiqué. Elle est la région de formation d’étoiles la plus grande et lumineuse de tout le groupe de galaxies situées non loin de la nôtre, et abrite les étoiles les plus chaudes et massives connues.

Bien que cette nébuleuse soit depuis longtemps une cible de choix pour les scientifiques étudiant le processus de formation des étoiles, ces images permettent d’en révéler de nouveaux détails, dont des milliers de jeunes étoiles jusqu’ici invisibles aux yeux des précédents télescopes. La NASA a détaillé :

« L’une des raisons pour lesquelles la nébuleuse de la Tarentule est intéressante pour les astronomes est qu’elle a un type de composition chimique similaire à celui des gigantesques régions de formation d’étoiles observées au “midi cosmique de l’Univers”, lorsque le cosmos n’avait que quelques milliards d’années et que la formation d’étoiles était à son apogée. »

L’exoplanète HIP 65426 b

Cette image annotée obtenue de la NASA, le 2 septembre 2022, montre une image directe prise par le télescope spatial James-Webb de l’exoplanète HIP 65426 b, dans différentes bandes de lumière infrarouge.

Dévoilée le 2 septembre, c’est la première image directe d’une exoplanète, soit d’une planète en dehors de notre système solaire, fournie par James-Webb. Cette planète est une géante gazeuse, où la vie telle que nous la connaissons serait impossible.

L’exoplanète, qui répond au nom de HIP 65426 b, fait six à douze fois la masse de Jupiter, une estimation que le télescope devrait aider à affiner. Agée d’environ 15 millions à 20 millions d’années, elle est jeune à l’échelle des planètes – surtout si on la compare à la Terre et ses quelque 4,5 milliards d’années –, a rappelé la NASA.

L’image a été publiée en quatre exemplaires, chaque fois avec un filtre de lumière différent. La distance importante entre cette exoplanète et son étoile a permis de les différencier plus facilement.

Les tourbillons cosmiques de M 74

La galaxie M 74, située à 32 millions d’années-lumière de la Terre, vue par le télescope spatial James-Webb.

La galaxie M 74, située à 32 millions d’années-lumière de la Terre abrite probablement en son sein un trou noir. Prise à la mi-juillet par le télescope et diffusée le 30 août, cette image a été recomposée par un astronome amateur qui a aussi travaillé sur Jupiter, Judy Schmidt.

La détection de dioxyde de carbone dans l’atmosphère de WASP-39b

Illustration de l’exoplanète (planète extrasolaire) WASP-39b. Elle se trouve à quelque 700 années-lumière de la Terre. Le système WASP-39 se trouve dans la constellation de la Vierge.

La planète WASP-39b, située à sept cents années-lumière, est aussi une géante gazeuse et chaude. Du dioxyde de carbone (CO2) a été décelé dans l’atmosphère de cette exoplanète par le télescope James-Webb, selon une information révélée le 26 août. Cette découverte conforte l’idée que de telles observations puissent également être réalisées sur des planètes rocheuses – avec pour objectif de déterminer si l’une d’elles abrite des conditions favorables à la vie.

La détection de CO2 va, par ailleurs, permettre d’en apprendre davantage sur la formation de cette planète découverte en 2011, a précisé la NASA. Elle fait environ un quart de la masse de Jupiter, et elle est très proche de son soleil. Elle a été choisie parce que plusieurs critères rendent son observation plus facile, au moment où les scientifiques évaluent encore les capacités du télescope. Les télescopes Hubble et Spitzer avaient déjà détecté de la vapeur d’eau, du sodium et du potassium dans l’atmosphère de cette planète, mais James-Webb a pu aller plus loin.

Nouvelle image de Jupiter

Sur cette image obtenue de la NASA et prise par le télescope spatial James-Webb, on voit les conditions météorologiques de Jupiter, ses minuscules lunes, les niveaux d’altitude, les couvertures nuageuses et les aurores aux pôles nord et sud.

La NASA a publié d’impressionnantes nouvelles images de Jupiter, le 23 août. Aux pôles de la planète la plus massive de notre système solaire émergent des lumières qu’on dirait fluorescentes : ce sont les aurores de Jupiter, qui, comme pour notre Terre, sont constituées de particules venues du Soleil qui réagissent au champ magnétique de l’astre.

Image de Jupiter obtenue par la NASA à la fin du mois de juillet 2022.

Ces images fournies grâce à James-Webb présentent aussi la surface de la géante gazeuse avec ses vents, tempêtes et brouillards.

Les données collectées, qui seront étudiées par les chercheurs pour mieux comprendre le fonctionnement interne de Jupiter, ont été adaptées pour obtenir ces illustrations visibles par l’œil humain.

Galaxie de la Roue-de-Chariot

Image composite prise par le télescope spatial James-Webb, montrant la galaxie de la Roue-de-Chariot et ses galaxies compagnes.

La NASA a publié le 2 août une rare et superbe image d’une galaxie éloignée de 500 millions d’années-lumière. Cette galaxie, dite de la « Roue-de-Chariot » se situe dans la constellation du Sculpteur, dans l’hémisphère Sud. Tout comme la Voie lactée, les astronomes pensent que la galaxie de la Roue-de-Chariot était par le passé une galaxie spirale. La collision avec une autre galaxie plus petite (non visible sur l’image) lui a donné sa forme actuelle. Deux anneaux se sont alors formés depuis le centre de la collision, similaires aux ondulations en cercles concentriques provoquées par un caillou jeté dans l’eau. C’est ce qui lui a valu son nom.

Le premier anneau, plus au centre, est très brillant, et le second, à l’extérieur, est en expansion depuis 440 millions d’années. Durant son expansion, l’anneau percute le gaz alentour, déclenchant la formation d’étoiles. La galaxie de la Roue-de-Chariot est toujours dans un état « transitoire », a souligné la NASA dans son communiqué. Si le télescope James-Webb « nous fournit un aperçu de [son] état actuel, il nous donne aussi une idée de ce qui lui est arrivé par le passé, et de comment elle évoluera à l’avenir ».

Glass-z13, probablement la galaxie la plus distante

Image du télescope spatial Webb de la galaxie, probablement, la plus ancienne jamais observée depuis près de 100 millions d’années, appelée Glass-z13.

Le télescope James-Webb pourrait avoir trouvé la galaxie la plus distante jamais observée, qui existait il y a 13,5 milliards d’années. Nommée Glass-z13, elle apparaît, dans une image diffusée le 21 juillet, telle qu’elle était seulement environ 300 millions d’années après le big bang, soit 100 millions d’années de moins que le précédent record observé, selon Rohan Naidu, du centre d’astrophysique Smithson d’Harvard. Ce dernier est l’auteur principal d’une étude analysant des données issues des premières observations de James-Webb, en cours.

Nébuleuse de la Carène

Cette image publiée le 12 juillet 2022, prise par le télescope spatial James-Webb (JWST), montre un paysage de « montagnes » et de « vallées » tacheté d’étoiles scintillantes, qui est en fait le bord d’une jeune région de formation d’étoiles appelée NGC 3324, dans la nébuleuse de la Carène.

La nébuleuse de la Carène se situe dans le ciel de l’hémisphère Sud à 7 600 années-lumière de la Terre. Elle est considérée comme une pouponnière d’étoiles, puisque des astres y naissent et meurent continuellement. L’un des instruments du télescope a permis la découverte de centaines d’étoiles auparavant cachées et de nombreuses galaxies.

Lire aussi : Article réservé à nos abonnés Télescope spatial James-Webb : nébuleuses, exoplanète, groupement de galaxies… découvrez toutes ses premières images

Le Quintet-de-Stéphan

Le Quintet-de-Stéphan montre cinq galaxies, dont deux sont en train de fusionner.

Le Quintet-de-Stéphan, également connu sous le nom de Hickson Compact Group 92 (HCG 92), est un groupe de galaxies dont cinq apparaissent sur cette image révélée le 12 juillet. Deux d’entre elles sont en train de fusionner. La galaxie la plus éloignée réside à 40 millions d’années-lumière de la Terre, tandis que les quatre autres galaxies sont à environ 290 millions d’années-lumière. Ce qui est « assez proche en termes cosmiques, par rapport à des galaxies plus éloignées, à des milliards d’années-lumière », analyse la NASA. La proximité de ces astres permettra aux scientifiques d’assister et d’étudier la fusion et les interactions entre les galaxies.

Nébuleuse planétaire de l’Anneau austral

NGC 3132, la nébuleuse planétaire de l’Anneau austral prise par le télescope spacial James-Webb, diffusée le 12 juillet.

NGC 3132 est une nébuleuse planétaire qui se trouve à environ 2 000 années-lumière. Cette nébuleuse planétaire est un nuage de gaz en expansion qui entoure une étoile mourante. Les yeux infrarouges de Webb mettent en évidence une deuxième étoile mourante.

Les caractéristiques atmosphériques de l’exoplanète WASP-96b

Image d’un spectrogramme montrant la présence d’eau sous forme gazeuse dans l’atmosphère d’une exoplanète.

A partir d’un spectrographe dont est doté le télescope, les caractéristiques atmosphériques de l’exoplanète géante à gaz chaud WASP-96b ont pu être révélées. La NASA explique :

« Chacun des points de données [cercles blancs] sur ce graphique représente la quantité d’une longueur d’onde spécifique de lumière qui est bloquée par la planète et absorbée par son atmosphère. »

Une analyse complète du spectre prendra davantage de temps.

Champ profond, Smacs 0723

Sur cette photo de la NASA diffusée le 11 juillet 2022, on voit la première image infrarouge du télescope spatial James-Webb (JWST).

Cette zone de la taille d’un grain de sable est la première image du télescope qui a été dévoilée par le président américain, Joe Biden, le 12 juillet. Il s’agit d’un amas compact de galaxies à plus de quatre milliards d’années-lumière de la Terre. La photo illustre aussi un effet de relativité générale décrite par Albert Einstein, la lentille gravitationnelle.

Cette image plus nette et plus détaillée, en comparaison de ce que le télescope Hubble a pu fournir, « peut aider les chercheurs à mesurer les âges et les masses des amas d’étoiles au sein de ces galaxies lointaines. Cela pourrait conduire à des modèles plus précis de galaxies qui existaient au “printemps cosmique”, lorsque les galaxies poussaient de minuscules “bourgeons” de nouvelle croissance, interagissaient et fusionnaient activement, et devaient encore se développer en spirales plus grandes », précise la NASA.

Lire aussi : Article réservé à nos abonnés La première image du télescope James-Webb dévoilée

Le Monde

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