Le télescope spatial James Webb a dévoilé ses premières images du cosmos en début de semaine, mais ses travaux ne font que commencer. Les scientifiques du monde entier ont déjà réservé du temps d’observation avec ce nouvel outil impressionnant, et ses objectifs cosmiques sont aussi divers que fascinants.
Premières galaxies, étoiles lointaines, exoplanètes… le programme de la première année d’observation a été déterminé à l’avance par un comité d’experts, et ce depuis plus d’un an.
N’importe qui peut, en théorie, utiliser ce télescope pour ses recherches, à condition de savoir quoi observer et de faire sélectionner sa proposition.
Parmi les chanceuses, Olivia Lim, étudiante au doctorat à l’Université de Montréal, n’a que 25 ans. “J’ai eu la chance d’utiliser ce télescope alors que je n’étais même pas né quand les gens ont commencé à en parler”, a-t-il déclaré à l’AFP.
Votre objectif : observer des planètes en orbite autour d’une étoile appelée Trappist-1. Le système compte sept planètes au total, de taille similaire à la Terre. Ils sont si proches l’un de l’autre que depuis la surface de l’un, on pouvait voir clairement les autres apparaître dans le ciel.
Le « système Trappist-1 est unique », explique la jeune femme. “Toutes, ou presque toutes, les conditions y sont favorables à la poursuite de la vie en dehors de notre système solaire.”
En fait, ce sont des planètes rocheuses (et non gazeuses). De plus, trois sont dans la zone dite “habitable”, c’est-à-dire ni trop près ni trop loin de leur étoile, offrant des températures adéquates pour que l’eau liquide remonte à la surface.
Autres avantages : elles sont situées “seulement” à 39 années-lumière. Et surtout, on les voit passer devant leur étoile de notre point de vue (on dit qu’ils « transitent » par leur étoile).
C’est ce qui permet de les étudier, en observant la baisse de luminosité produite par leur passage devant l’étoile. Plusieurs de ces transits sont à observer à partir de ce mois.
On ne sait pas encore si ces planètes ont une atmosphère, mais c’est ce qu’Olivia Lim cherche à découvrir. Si c’est le cas, la lumière qui traverse l’atmosphère sera “filtrée” par les molécules qu’elle contient.
Le jackpot serait de détecter la présence de vapeur d’eau, de CO2 ou d’ozone, particulièrement recherchée.
Trappist-1 est une cible tellement importante que plusieurs autres équipes scientifiques ont également eu le temps de l’observer.
Trouver des traces de vie, si elles existent, prendra encore du temps, selon Olivia Lim. Mais “tout ce que nous faisons cette année est une étape vraiment importante pour atteindre cet objectif ultime”, souligne le chercheur.
– L’enfance de l’Univers –
Outre les exoplanètes, l’une des autres grandes promesses de James Webb est l’exploration des premiers âges de l’Univers.
Comment? Parce que plus vous regardez loin, plus vous regardez longtemps. La lumière du soleil, par exemple, met huit minutes à nous parvenir, nous la voyons donc telle qu’elle était il y a huit minutes. Ainsi, en regardant le plus loin possible, on peut percevoir la lumière émise il y a des milliards d’années.
Jusqu’à présent, les astronomes ont réussi à remonter 97% du temps au Big Bang, qui s’est produit il y a 13,8 milliards d’années.
Mais les galaxies les plus lointaines n’apparaissent jusqu’à présent que sous la forme de “petites taches rouges”, a expliqué à l’AFP Dan Coe, astronome au Space Telescope Science Institute, responsable des opérations de James Webb à Baltimore, de Washington.
Le chercheur a deux programmes d’observation de proximité : le premier visant l’une des galaxies les plus éloignées connues, MACS0647-JD, découverte en 2013, et le second axé sur Earendel, l’étoile la plus éloignée jamais détectée, seulement à partir de cette année.
“Avec James Webb, on va enfin pouvoir voir à l’intérieur de ces galaxies, voir de quoi elles sont faites, tant en imagerie qu’en spectroscopie, ce sera incroyable”, a-t-il déclaré.
La spectroscopie permet, par l’analyse de la lumière captée, de déterminer les propriétés chimiques d’un objet distant.
Si les galaxies récentes peuvent être elliptiques ou spirales, les plus anciennes étaient plus “irrégulières”, note Dan Coe.
Et nous ne savons toujours pas à quoi ressemblent les premières étoiles, qui ont probablement commencé à se former une centaine de millions d’années après le Big Bang.
Selon la théorie, ces premières étoiles de la population III étaient beaucoup plus massives que notre Soleil et étaient entièrement composées d’hydrogène et d’hélium. Son explosion en supernova a ensuite contribué à enrichir le milieu interstellaire, à la formation des planètes et des étoiles d’aujourd’hui.
Certains doutent qu’il soit possible de voir ces étoiles. Mais cela n’empêchera pas les astronomes de continuer à essayer.