ESPACE – Ce lundi 11 juillet, le ciel étoilé vient d’entrer en haute définition. Le président des États-Unis, Joe Biden, a dévoilé la première image scientifique du télescope spatial James Webb. Nous voyons un petit morceau de notre ciel avec une clarté incroyable, montrant des galaxies à 13 milliards d’années-lumière.
Dans les prochaines heures, la NASA dévoilera quatre autres photographies prises par James Webb. Mais cette simple photo mérite l’attention. D’abord parce qu’il montre le chemin parcouru depuis le lancement du télescope Hubble en 1990. Parce que cette zone très particulière de notre ciel, centrée sur l’amas de galaxies « SMACS 0723 » (on y reviendra), avait déjà été photographié par Hubble. Et la différence est marquée, comme vous pouvez le voir dans la vidéo ci-dessus.
En déplaçant l’espace vers la HD, James Webb ne produira pas que de belles images. Le télescope spatial nous permettra de percer certains mystères de l’univers. Et cette première photo nous montre les lieux. Pour comprendre cela, Le HuffPost explique tous les détails de cette photo et sa signification.
Un petit morceau de ciel
D’abord, profitons à nouveau de cette magnifique image (pour la voir en très haute résolution, vous l’avez ici).
Space Telescope Science Institute / NASA, ESA, CSA et STScILa première photo prise par le télescope spatial James Webb
Vous devez commencer par définir ce que vous voyez. Ce carré représente une toute petite partie du ciel. Pour vous faire une idée, tendez votre bras vers le ciel et pointez avec votre index, puis imaginez un grain de sable posé dessus. C’est ce que montre cette première image prise par le télescope James Webb.
Même avec un zoom de super-héros, vous ne le verriez pas, car ce télescope spatial fonctionne avec une longueur d’onde infrarouge différente. Cela vous permet de mieux voir les galaxies éloignées de la Terre.
Les astres “contaminent” l’image
Nous continuons à regarder cette image. Les points très brillants en forme d’étoile… sont précisément des étoiles de notre galaxie. Ils sont très « proches » de nous par rapport à tout le reste.
Tout le reste n’est que ces taches de formes et de couleurs variées, plus ou moins claires. Ce sont des galaxies. Ils ont des centaines de millions d’étoiles. Autour de laquelle orbitent probablement des centaines de millions d’exoplanètes.
Il y a longtemps, dans une galaxie très, très lointaine
Certaines galaxies ne sont pas loin, d’autres sont extrêmement éloignées. L’un des principaux objectifs de James Webb est précisément de donner vie à la célèbre phrase de Star Wars : “Il y a longtemps, dans une galaxie très, très lointaine”. Ce que veulent les astronomes, c’est pouvoir observer des galaxies situées à plus de 13 milliards d’années-lumière de la Terre.
Parce qu’en faisant cela, on peut voir l’univers tel qu’il était juste après le Big Bang. Car? Car si rien ne va plus vite que la lumière, sa vitesse est encore limitée. Quand on dit qu’une galaxie est à 13 milliards d’années-lumière, cela signifie que la photo prise par James Webb nous montre la lumière qui est sortie de cette galaxie… il y a 13 milliards d’années.
En photographiant des galaxies lointaines, les télescopes permettent de remonter le temps pour comprendre comment les étoiles se comportaient lorsque l’univers était encore très jeune, quelques centaines de millions d’années seulement après le Big Bang.
Zoom déformé d’Einstein
Pour remonter aux origines de l’univers, le télescope James Webb “triche”. Il utilise une “lentille gravitationnelle”. Ce concept a été prédit par Albert Einstein et observé pour la première fois en 1979.
En termes simples, suffisamment de masses (ici, un amas de grandes galaxies) peuvent créer une sorte d’effet de loupe. Par conséquent, il est possible d’observer une galaxie beaucoup plus éloignée, située derrière l’amas, en beaucoup plus grand.
Le problème est que cela déforme la vue de la galaxie cible (une question de déformation spatio-temporelle discutée plus en détail dans cet article). Cette vidéo vous aide à mieux comprendre le concept :
C’est pourquoi, quand on regarde de plus près, certaines galaxies ont une forme curieuse et incurvée. Ils ont été déformés par des lentilles gravitationnelles causées par SMACS-0723, un amas de galaxies situé à moins de 5 milliards d’années-lumière de la Terre, explique l’astronome Katie Mack. Ce sont les points blancs très brillants au centre de l’image. En revanche, les traces rouges sont précisément des galaxies distantes et déformées. De toute évidence, les galaxies les plus répandues sont aussi les plus éloignées.
Le plus impressionnant c’est la météo
Enfin, un dernier point essentiel pour bien comprendre à quel point cette photo non visible sur la photo est étonnante. Le télescope James Webb a observé ce petit morceau de ciel pendant 12 heures pour obtenir cette netteté. Son prédécesseur Hubble, pour produire la même image, mais beaucoup moins nette, a nécessité plus de 10 jours d’observations, rappelle l’astronome Jonathan McDowell.
Et si James Webb regardait ce même morceau de ciel pendant 10 jours ? La résolution ne changerait pas, précise le chercheur, mais la qualité de l’image le serait, avec une plus grande précision et beaucoup moins de flou. Vive la suite.
À lire aussi Le HuffPost : James Webb, le télescope spatial qui cartographie notre univers