Graphique sur les différents types "d'exoplanètes" que le nouveau télescope James Webb va étudier pour déterminer la composition de leurs atmosphères et la présence d'eau.
Les premières images étonnantes du télescope spatial James Webb ont été révélées cette semaine, mais son voyage de découverte cosmique ne fait que commencer.
Voici un aperçu de deux premiers projets qui tireront parti des puissants instruments de l'observatoire en orbite.
Les premières étoiles et galaxies
L'une des grandes promesses du télescope est sa capacité à étudier la première phase de l'histoire cosmique, peu après le Big Bang il y a 13,8 milliards d'années.
Plus les objets sont éloignés de nous, plus il faut de temps pour que leur lumière nous atteigne, et donc regarder en arrière dans l'univers lointain, c'est regarder en arrière dans le passé profond.
"Nous allons revenir sur cette époque la plus reculée pour voir les premières galaxies qui se sont formées dans l'histoire de l'univers", a expliqué Dan Coe, astronome du Space Telescope Science Institute, spécialisé dans l'univers primitif.
Les astronomes ont jusqu'à présent remonté 97 % du chemin jusqu'au Big Bang, mais "nous ne voyons que ces minuscules points rouges lorsque nous regardons ces galaxies qui sont si loin".
"Avec Webb, nous pourrons enfin voir à l'intérieur de ces galaxies et voir de quoi elles sont faites."
Alors que les galaxies d'aujourd'hui ont la forme de spirales ou d'elliptiques, les premiers blocs de construction étaient « grumeleux et irréguliers », et Webb devrait y révéler des étoiles plus anciennes plus rouges, plus comme notre Soleil, qui étaient invisibles pour le télescope spatial Hubble.
Coe a deux projets Webb à venir :observer l'une des galaxies les plus éloignées connues, MACS0647-JD, qu'il a découverte en 2013, et Earendel, l'étoile la plus éloignée jamais détectée, qui a été découverte en mars de cette année.
Webb tournera ses instruments vers des étoiles lointaines comme Earendel, vue ici sur une image prise par Hubble.
Alors que le public a été attiré par les superbes images de Webb, qui sont prises en infrarouge parce que la lumière du cosmos lointain s'est étendue dans ces longueurs d'onde à mesure que l'univers s'étendait, les scientifiques sont tout aussi passionnés par la spectroscopie.
L'analyse du spectre lumineux d'un objet révèle ses propriétés, y compris la température, la masse et la composition chimique. En fait, la science médico-légale pour l'astronomie.
La science ne sait pas encore à quoi ressembleront les premières étoiles, qui ont probablement commencé à se former 100 millions d'années après le Big Bang.
"Nous pourrions voir des choses très différentes", a déclaré Coe - des étoiles dites de "Population III" qui, selon la théorie, auraient été beaucoup plus massives que notre propre Soleil, et "vierges", ce qui signifie qu'elles étaient composées uniquement d'hydrogène et hélium.
Celles-ci ont finalement explosé en supernovae, contribuant à l'enrichissement chimique cosmique qui a créé les étoiles et les planètes que nous voyons aujourd'hui.
Certains doutent que ces étoiles vierges de la population III soient un jour découvertes, mais cela n'empêchera pas la communauté astronomique d'essayer.
Quelqu'un là-bas ?
Les astronomes ont gagné du temps sur Webb sur la base d'un processus de sélection compétitif, ouvert à tous, quel que soit leur niveau d'avancement dans leur carrière.
Graphique sur le télescope spatial James Webb. qui a commencé à diffuser une nouvelle vague d'images cosmiques.
Olivia Lim, étudiante au doctorat à l'Université de Montréal, n'a que 25 ans. "Je n'étais même pas née quand les gens ont commencé à parler de ce télescope", a-t-elle déclaré à l'AFP.
Son objectif :observer les planètes rocheuses à peu près de la taille de la Terre tournant autour d'une étoile nommée Trappist-1. Ils sont si proches les uns des autres que depuis la surface de l'un, on pouvait voir les autres apparaître clairement dans le ciel.
"Le système Trappist-1 est unique", explique Lim. "Presque toutes les conditions y sont favorables à la recherche de vie en dehors de notre système solaire."
De plus, trois des sept planètes de Trappist-1 se trouvent dans la "zone habitable" de Boucle d'or, ni trop près ni trop loin de leur étoile, permettant aux bonnes températures pour que l'eau liquide existe à leur surface.
Le système est à "seulement" 39 années-lumière et nous pouvons voir les planètes transiter devant leur étoile.
Cela permet d'observer la baisse de luminosité que produit le croisement de l'étoile et d'utiliser la spectroscopie pour en déduire les propriétés planétaires.
On ne sait pas encore si ces planètes ont une atmosphère, mais c'est ce que Lim cherche à découvrir. Si tel est le cas, la lumière traversant ces atmosphères sera "filtrée" à travers les molécules qu'elle contient, laissant des signatures pour Webb.
Le gros lot pour elle serait de détecter la présence de vapeur d'eau, de dioxyde de carbone et d'ozone.
Trappist-1 est une cible si importante que plusieurs autres équipes scientifiques ont également eu le temps de les observer.
Trouver des traces de vie là-bas, si elles existent, prendra encore du temps, selon Lim. Mais "tout ce que nous faisons cette année sont des étapes vraiment importantes pour atteindre cet objectif ultime."
© 2022AFP La NASA publie une image "teaser" du télescope James Webb
