Webb telescope is already challenging what astronomers thought they knew

Webb telescope is already challenging what astronomers thought they knew

Commentaire

Le télescope spatial James Webb, qui fonctionne à merveille alors qu’il surveille l’univers, a des astronomes qui se grattent la tête. L’univers très lointain semble un peu différent que prévu.

Le télescope, lancé il y a huit mois et en orbite autour du soleil à un million de kilomètres de la Terre, a capturé des images de galaxies extrêmement faibles qui ont émis leur lumière au cours du premier milliard d’années après le Big Bang. L’observation de ces galaxies « primitives » est l’une des principales missions du télescope : voir plus profondément dans l’espace et plus loin dans le temps que n’importe quel télescope avant lui.

Les premiers résultats scientifiques sont apparus ces dernières semaines, et ce que le télescope a vu dans l’espace plus profond est un peu déroutant. Certaines de ces galaxies lointaines sont étonnamment massives. Une hypothèse générale avait été que les premières galaxies, qui se sont formées peu de temps après l’allumage des premières étoiles, seraient relativement petites et déformées. Au lieu de cela, certains d’entre eux sont grands, lumineux et bien structurés.

Le télescope Webb est incroyable. Mais l’univers l’est encore plus.

“Les modèles ne prédisent tout simplement pas cela”, a déclaré Garth Illingworth, un astronome de l’Université de Californie à Santa Cruz, à propos des premières galaxies massives. « Comment faites-vous cela dans l’univers à une époque si précoce ? Comment formez-vous autant d’étoiles si vite ?

Ce n’est pas une crise cosmologique. Ce qui se passe, c’est beaucoup de science rapide, menée “en temps réel”, comme le dit l’astrophysicien Jeyhan Kartaltepe du Rochester Institute of Technology. Les données du nouveau télescope affluent, et elle fait partie des légions d’astronomes qui produisent de nouveaux articles, les publiant rapidement en ligne avant l’examen par les pairs.

Un des premiers contributeurs du télescope spatial James Webb explique comment les images récemment publiées nous permettent d’explorer les origines de l’univers. (Vidéo : Hadley Green, Hope Davison/The Washington Post)

Le Webb voit des choses que personne n’a jamais vues avec autant de détails et à des distances aussi énormes. Des équipes de recherche du monde entier analysent les données publiées et s’affrontent pour repérer les galaxies les plus éloignées ou faire d’autres découvertes remarquables. La science progresse souvent à un rythme majestueux, faisant progresser les connaissances progressivement, mais Webb décharge en même temps des camions de données convaincantes sur les scientifiques. Les estimations de distance préliminaires seront affinées lors d’un examen plus approfondi.

Kartaltepe a déclaré qu’elle ne s’inquiétait certainement pas d’une quelconque tension entre la théorie astrophysique et ce que Webb voit: “Nous pourrions nous gratter la tête un jour, mais le lendemain, ‘Oh, tout cela a du sens maintenant.'”

La NASA dévoile les premières images du télescope spatial James Webb

ce qui a surpris l’astronome Dan Coe du Space Telescope Science Institute sont le nombre de très belles galaxies en forme de disque.

“Nous pensions que l’univers primitif était cet endroit chaotique où il y a tous ces amas de formation d’étoiles, et tout est mélangé”, a déclaré Coe.

Cette hypothèse sur l’univers primitif était due en partie aux observations faites par le télescope spatial Hubble, qui a révélé des galaxies primitives agglomérées et de forme irrégulière. Mais Hubble observe dans une partie relativement étroite du spectre électromagnétique, y compris la lumière “visible”. Webb observe dans l’infrarouge, recueillant la lumière en dehors de la portée de Hubble. Avec Hubble, Coe a déclaré : « Il nous manquait toutes les stars les plus cool et les plus anciennes. Nous étions vraiment en train de regarder les jeunes mecs sexy.”

L’explication la plus simple pour ces galaxies étonnamment massives est que, pour au moins certaines d’entre elles, il y a eu une erreur de calcul, peut-être due à une astuce de la lumière.

Les galaxies lointaines sont très rouges. Ils sont, dans le langage astronomique, “décalés vers le rouge”. Les longueurs d’onde de la lumière de ces objets ont été allongées par l’expansion de l’univers. Ceux qui apparaissent les plus rouges, ayant le redshift le plus élevé, sont supposés être les plus éloignés.

Mais la poussière peut perturber les calculs. La poussière peut absorber la lumière bleue et rendre l’objet rouge. Il se pourrait que certaines de ces galaxies très lointaines et très décalées vers le rouge soient très poussiéreuses, et pas vraiment aussi éloignées (et aussi “jeunes”) qu’elles le paraissent. Cela réalignerait les observations sur ce que les astronomes attendaient.

Ou une autre explication pourrait surgir. Ce qui est certain, c’est que, pour l’instant, le télescope de 10 milliards de dollars, un effort conjoint de la NASA et des agences spatiales canadiennes et européennes, fournit de nouvelles observations non seulement de ces galaxies lointaines mais aussi d’objets plus proches de la maison comme Jupiter, un géant astéroïde et une comète nouvellement découverte.

La dernière découverte de Webb a été annoncée jeudi : du dioxyde de carbone a été détecté dans l’atmosphère d’une planète géante lointaine appelée WASP-39 b. C’est “la première détection définitive de dioxyde de carbone dans l’atmosphère d’une exoplanète”, selon Knicole Colon, scientifique du projet Webb à la NASA. Bien que WASP-39 b soit considéré comme trop chaud pour être habitable, la détection réussie du dioxyde de carbone démontre l’acuité de la vision de Webb et promet un examen futur des planètes lointaines qui pourraient abriter la vie.

Le télescope est contrôlé par des ingénieurs du Space Telescope Science Institute de Baltimore. Le centre des opérations de la mission se trouve au deuxième étage de l’institut, qui se trouve en bordure du campus de l’université Johns Hopkins.

Un matin récent, seules trois personnes se trouvaient dans la salle de contrôle de vol : le contrôleur des opérations Irma Aracely Quispe-Neira, l’ingénieur des systèmes au sol Evan Adams et le contrôleur de commandement Kayla Yates. Ils étaient assis dans une rangée de postes de travail avec de grands écrans chargés de données provenant de Le télescope

Faites une visite cosmique à l’intérieur des images capturées par le télescope Webb de la NASA

“Nous ne dirigeons normalement pas d’action en direct”, a déclaré Yates. En d’autres termes, personne ne contrôle le télescope avec un joystick ou quelque chose comme ça. Il fonctionne en grande partie de manière autonome, remplissant un programme d’observation chargé une fois par semaine. Une commande est envoyée de la salle de contrôle de vol au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. De là, la commande se rend au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie, puis au Deep Space Network: Radio Antennas près de Barstow, en Californie, à Madrid et à Canberra, en Australie. En fonction de la rotation de la Terre, une de ces antennes peut transmettre la commande au télescope.

Finies les foules de personnes qui étaient présentes le matin du lancement du télescope à Noël dernier au centre des opérations de la mission à Baltimore.

“C’est un témoignage de la façon dont cela fonctionne que nous pouvons passer de plusieurs centaines de personnes à seulement trois d’entre nous”, a déclaré Adams.

Le programme d’observation est largement déterminé par le désir d’être efficace, et cela signifie souvent regarder des choses qui apparaissent proches les unes des autres dans le ciel, même si elles sont à des milliards d’années-lumière les unes des autres.

Un visiteur sera déçu de constater que l’équipe de contrôle de vol ne voit pas ce que voit le télescope. Il n’y a pas de grand écran montrant, disons, une comète, une galaxie ou l’aube des temps. Mais l’équipe de contrôle de vol peut lire les données qui décrivent l’orientation du télescope, par exemple, “32 degrés d’ascension droite, 12 degrés de déclinaison”. Et puis consultez une carte des étoiles pour voir où pointe le télescope.

“C’est entre Andromède et quelle que soit cette autre constellation”, a déclaré Adams.

Des images “incroyables” de Jupiter révélées par le télescope James Webb de la NASA

Voici un échantillon de certaines des observations de Webb, qui devraient produire de nouvelles images, ainsi que des rapports scientifiques, dans les mois à venir :

La Galaxie Wagonwheel : Une galaxie “anneau” d’une beauté et d’une rareté saisissantes à environ 500 millions d’années-lumière. Sa structure inhabituelle est due à une collision avec une autre galaxie. C’était l’une des premières images traitées par l’équipe de Webb pour montrer ce que le télescope peut faire.

M16, la nébuleuse de l’Aigle : Il s’agit d’une “nébuleuse planétaire” dans notre propre galaxie qui abrite une structure surnommée les “Piliers de la Création” qui a été photographiée par le télescope spatial Hubble. Elle est devenue l’une des images les plus célèbres de Hubble, montrant trois panaches de poussière imposants illuminés par de jeunes étoiles chaudes à l’extérieur du cadre de l’image, tous orientés par la NASA pour produire ce qui apparaît à l’œil humain comme un paysage terrestre. Webb produira vraisemblablement une image au cadrage similaire mais avec une nouvelle résolution et des détails, grâce à la capacité de recueillir la lumière à des longueurs d’onde infrarouges inaccessibles à Hubble.

Ganymède, la plus grande lune de Jupiter : C’est la plus grande lune du système solaire et elle est encore plus grande que la planète Mercure. Les scientifiques pensent qu’il possède un océan souterrain avec plus d’eau que tous les océans de la Terre. Le scientifique du projet Webb, Klaus Pontopiddan, a déclaré que le télescope recherchera des panaches, des geysers similaires à ceux observés sur la lune Europa de Jupiter et la lune Encelade de Saturne.

Comète C/2017 K2 : Découverte en 2017, il s’agit d’une comète inhabituellement grande avec une queue de 500 000 milles de long, se dirigeant vers le soleil.

La Grande Galaxie Spirale Barrée : Officiellement “NGC-1365”, il s’agit d’une belle galaxie “barrée” classique : une spirale avec une barre centrale d’étoiles joignant deux bras proéminents et incurvés. Il se trouve à environ 56 millions d’années-lumière.

Système planétaire trappiste-1: Sept planètes orbitent autour de cette étoile, et plusieurs sont dans la “zone habitable”, c’est-à-dire qu’elles sont à une distance de l’étoile où l’eau pourrait être liquide à la surface. Les astronomes veulent savoir si ces planètes ont des atmosphères.

Drago et le sculpteur : Ce sont des galaxies sphéroïdales naines proches de la Voie Lactée. En étudiant son mouvement sur une longue période, les astronomes espèrent en savoir plus sur la présence de matière noire, invisible mais dotée d’une signature gravitationnelle.

Ce n’est qu’une liste partielle. Il y a beaucoup à voir là-bas.

“C’est non-stop, 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, juste la science qui revient”, a déclaré Heidi Hammel, astronome planétaire et vice-présidente des sciences de l’Association des universités pour la recherche en astronomie. « Et c’est une grande diversité scientifique. J’ai vu la grande tache rouge sur Jupiter, mais deux heures plus tard, nous regardons maintenant M33, cette galaxie spirale. Deux heures plus tard, nous sommes maintenant à la recherche d’une exoplanète dont je connais en fait le nom. C’est super de voir ça.”

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