Cette conception d'artiste montre à quoi ressemblera le télescope spatial James Webb lorsqu'il sera lancé dans l'espace. NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez Notre connaissance de l'univers est liée par l'étendue de nos sens, mais nos esprits ne connaissent pas de telles limites. Quand la lueur d'un feu de camp nous aveugle à la source d'un craquement de brindille dans l'obscurité boisée, nous imaginons toutes sortes de perspectives désastreuses. Mais fais quelques pas, mettre le feu dans nos dos, et nous voyons plus profondément et clairement. L'imagination rencontre l'information, et nous savons soudain à quoi nous avons affaire.
Mais il faut plus qu'une bonne paire d'yeux et une certaine distance des lumières de la ville pour comprendre le cosmos; il nécessite des instruments capables d'élargir nos sens au-delà de nos limites évolutives, notre atmosphère ou même notre orbite planétaire. L'astronomie et la cosmologie sont à la fois contraintes et limitées par la qualité de ces instruments.
Il y a environ 400 ans, le télescope a révélé des lunes insoupçonnées, planètes et taches solaires, suscitant une succession de nouvelles théories cosmiques et de meilleurs outils pour les tester, révélant des nébuleuses flottantes et des étoiles se rassemblant en cours de route.
Au milieu du 20e siècle, les radiotélescopes ont montré que les galaxies - loin d'être des taches statiques - étaient en fait actives et débordantes d'énergie. Avant le télescope spatial Kepler, nous pensions que les exoplanètes étaient rares dans l'univers; maintenant, nous soupçonnons qu'ils pourraient être plus nombreux que les étoiles. Plus de trois décennies du télescope spatial Hubble en orbite autour de la Terre ont aidé à percer le voile du temps, photographier des pépinières stellaires et prouver que les galaxies entrent en collision. Maintenant, le télescope spatial James Webb est prêt à tourner le dos à la lumière du soleil, s'éloigner de la Terre et rendre les vifs, observations délicates possibles seulement dans le froid, espaces sombres au-delà de la lune.
Prévu pour un 18 décembre, 2021, date de lancement depuis le port spatial européen de Kourou, Guyane Française, Webb a été construit par une collaboration internationale entre la NASA, l'Agence spatiale européenne (ESA) et l'Agence spatiale canadienne (ASC), et est chargé de répondre à quelques très questions ambitieuses. Cela amènera également les astronomes plus près que jamais du début des temps, offrant des aperçus de vues longtemps hypothétiques mais jamais vues auparavant, de la naissance des galaxies à la lumière des toutes premières étoiles.
Le miroir à 18 segments du télescope James Webb est spécialement conçu pour capturer la lumière infrarouge des premières galaxies qui se sont formées au début de l'univers, et aidera le télescope à regarder à l'intérieur des nuages de poussière où les étoiles et les systèmes planétaires se forment encore. Nasa Contenu
Cette image montre la différence entre les vues visible et infrarouge de Hubble de la nébuleuse de la tête de singe. Le télescope James Webb se concentrera sur l'imagerie infrarouge. L'équipe Héritage Hubble (STScI/AURA), et J. Hester La mission de Webb s'appuie sur et élargit le travail des grands observatoires de la NASA, quatre télescopes spatiaux remarquables dont les instruments couvrent le front de mer des spectres électromagnétiques. Les quatre missions qui se chevauchent ont permis aux scientifiques d'observer les mêmes objets astronomiques dans le visible, rayon gamma, Spectres de rayons X et infrarouges.
Le Hubble de la taille d'un autobus scolaire, qui voit principalement dans le spectre visible avec une certaine couverture ultraviolette et proche infrarouge, a lancé le programme en 1990 et, avec un entretien supplémentaire, complétera et travaillera avec Webb. Bien nommé pour Edwin Hubble, l'astronome qui a découvert de nombreux événements pour lesquels il a été construit pour enquêter, le télescope est depuis devenu l'un des instruments les plus productifs de l'histoire scientifique, apportant des phénomènes comme la naissance et la mort des étoiles, évolution galactique et trous noirs de la théorie au fait observé.
Le Compton Gamma Ray Observatory (CGRO) rejoint Hubble dans les quatre grands. Observatoire à rayons X Chandra et télescope spatial Spitzer.
Ce qui rend Webb différent, c'est qu'il a la capacité de regarder profondément dans l'infrarouge proche et moyen, et il disposera de quatre instruments scientifiques pour capturer des images et des spectres d'objets astronomiques. Pourquoi est-ce important ? Les étoiles et les planètes qui viennent de se former sont cachées derrière de la poussière qui absorbe la lumière visible. Cependant, la lumière infrarouge émise peut percer cette couverture poussiéreuse, révélant ce qu'il y a derrière. Les scientifiques espèrent que cela leur permettra d'observer les toutes premières étoiles de l'univers; la formation et la collision de galaxies naissantes; et la naissance des étoiles et des systèmes protoplanétaires, peut-être même ceux contenant les constituants chimiques de la vie.
Ces premières étoiles pourraient détenir la clé pour comprendre la structure de l'univers. Théoriquement, où et comment ils se sont formés se rapportent aux premiers modèles de matière noire - invisibles, matière mystérieuse détectable par la gravité qu'elle exerce - et leurs cycles de vie et leurs morts ont provoqué des rétroactions qui ont affecté la formation des premières galaxies [source :Bromm et al.]. Et comme supermassif, étoiles éphémères, estimé à environ 30-300 fois la masse (et des millions de fois la luminosité) de notre soleil, ces premières étoiles nées pourraient bien avoir explosé sous forme de supernovae puis s'effondrer pour former des trous noirs, plus tard gonflé et fusionné dans les énormes trous noirs qui occupent les centres de la plupart des galaxies massives.
Être témoin de tout cela est un exploit au-delà de tout instrument ou télescope construit jusqu'à présent.
Première lumièreLe terme première lumière fait référence aux premières étoiles à se former dans l'univers, qui s'est enflammé 400 millions d'années après le big bang et sont entièrement constitués de gaz primordial. Ces anciens soleils ne sont pas les plus anciennes sources de rayonnement, toutefois. Cet honneur appartient au rayonnement de fond cosmique, le rayonnement micro-onde libéré par la formation des premiers atomes vers 400, 000 ans après le big bang et observé par les missions Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) et Cosmic Background Explorer (COBE) de la NASA. Webb, cependant, ne verra pas ce rayonnement précoce.
Les techniciens ont effectué avec succès un test critique sur le pare-soleil à cinq couches de Webb en déployant entièrement chacune de ses couches de taille unique dans la même position qu'ils auront tout en orbite autour du soleil à un million de kilomètres de la Terre. NASA/Chris Gunn Webb ressemble un peu à un radeau en forme de losange arborant un épais, mât et voile courbés - si la voile a été construite par un géant, abeilles mellifères broyeuses de béryllium. Le "radeau" (ou pare-soleil) est fait de couches de membranes - toutes aussi fines qu'un cheveu humain - de Kapton, un plastique haute performance recouvert d'un métal réfléchissant. Ensemble, ils protègent le réflecteur principal et les instruments.
La « quille » de Webb est ce que vous pourriez considérer comme sa structure de palette unifiée. C'est là que le pare-soleil massif se replie pour le décollage. Au centre se trouve le bus du vaisseau spatial, qui regroupe toutes les fonctions de support permettant à Webb de fonctionner, y compris l'électricité, contrôle d'attitude, communication, gestion des commandes et des données, et le contrôle thermique. Une antenne à gain élevé orne l'extérieur du Webb, tout comme un ensemble de suiveurs d'étoiles qui fonctionnent avec le capteur de guidage fin pour que tout soit orienté dans la bonne direction. Finalement, à une extrémité du pare-soleil, et perpendiculairement à celui-ci, est un volet compensateur d'élan qui compense la pression que les photons exercent sur le navire, un peu comme le fait un volet de garniture sur un voilier.
Au-dessus du pare-soleil se trouve la "voile, " ou les miroirs géants de Webb. Webb a un miroir primaire de 21,4 pieds (6,5 mètres) de diamètre qui mesure la lumière des galaxies lointaines. (En comparaison, le miroir du télescope spatial Hubble mesure 7,8 pieds [2,4 mètres]). Il est composé de 18 sections de béryllium hexagonales qui se déploient après le lancement, puis coordonnez-vous pour agir comme un énorme miroir primaire. Ce miroir a un design beaucoup plus léger et permet à toute la structure de se plier comme une table à abattants. La forme hexagonale des miroirs permet à la structure d'être à peu près circulaire, sans lacunes. Si les segments du miroir étaient plutôt des cercles, il y aurait des écarts entre eux.
Examinons de plus près les instruments qui rendront toutes ces études possibles.
Les miroirs du télescope James Webb sont recouverts d'une fine couche d'or microscopique, qui les optimise pour réfléchir la lumière infrarouge, la longueur d'onde principale de la lumière qu'il observera. Nasa
La caméra proche infrarouge de Webb comprend une mosaïque de capteurs de lumière de 16 mégapixels. La mosaïque comprend quatre puces séparées montées ensemble avec un masque noir recouvrant les espaces entre les puces. Kenneth W. Don Bien qu'il voit quelque peu dans le champ visuel (lumière rouge et or), Webb est fondamentalement un grand télescope infrarouge.
Mais l'observation infrarouge est essentielle pour comprendre l'univers. La poussière et le gaz peuvent bloquer la lumière visible des étoiles dans les pépinières stellaires, mais l'infrarouge passe à travers. De plus, à mesure que l'univers s'étend et que les galaxies se séparent, leur lumière "s'étire" et devient décalée vers le rouge, glissant vers des longueurs d'onde électromagnétiques (EM) plus longues telles que l'infrarouge. Plus la galaxie est éloignée, plus il recule vite et plus sa lumière est décalée vers le rouge, Par conséquent, la valeur d'un télescope comme Webb.
Les spectres infrarouges peuvent également fournir une mine d'informations sur les atmosphères des exoplanètes - et si elles contiennent des ingrédients moléculaires associés à la vie. Sur Terre, on appelle vapeur d'eau, le méthane et le dioxyde de carbone « gaz à effet de serre » car ils absorbent l'infrarouge thermique (c'est-à-dire la chaleur). Parce que cette tendance se vérifie partout, les scientifiques peuvent utiliser Webb pour détecter de telles substances dans les atmosphères de mondes lointains en recherchant des modèles d'absorption révélateurs dans leurs lectures spectroscopiques.
L'univers cachéLes astronomes surnomment la plage infrarouge du spectre électromagnétique (EM) « l'univers caché ». Bien que tout objet avec de la chaleur émet de la lumière infrarouge, L'atmosphère terrestre en bloque la majeure partie, le rendant invisible à l'astronomie au sol.
Webb est chargé de répondre à de nombreux plus grands mystères de la vie, comme comment la vie s'est développée sur Terre ; comment les galaxies, comme celui-ci connu sous le nom de Messier 81, former; et y a-t-il déjà eu de la vie sur Mars ? NASA/JPL-Caltech/ESA/Harvard-Smithsonian CfA Le télescope spatial James Webb est le plus grand, télescope spatial le plus puissant jamais construit. Ce sera le télescope le plus complexe lancé dans l'espace. Les données qu'il fournit au cours de sa mission, qui devrait durer entre cinq et 10 ans, pourrait changer notre compréhension de l'univers.
Pourquoi? Parce que son objectif est d'examiner toutes les phases de notre histoire cosmique, y compris le big bang. Mais il y a quatre objectifs distincts pour le télescope Webb au cours de sa mission, et ils sont regroupés en quatre thèmes :
Publié à l'origine :9 octobre 2014
