DE L'ASTRONOMIE : premières photos du télescope spatial James Webb

     Lancé il y a quelques mois, le télescope spatial James Webb (JWST) est un franc succès. La NASA a rendu publiques les premières photos de ce nouvel outil, des prises de vue seulement destinées à "calibrer" l'engin. On a hâte de voir la suite. Pour l'heure - et la confirmation arrivera assez vite - on peut dejà prédire qu'il y aura en astronomie observationnelle un avant et un après !

LE QUINTETTE DE STEPHAN

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     Le télescope Hubble nous avait donné il y a quelques années de superbes images d’un groupe de galaxies nommé le Quintette de Stephan mais le nouveau télescope spatial James Webb (JWST pour James Webb Space Telescope) – qui observe dans l’infrarouge plus précis - va encore plus loin. Beaucoup plus loin. Il nous dévoile une foule de détails inédits : jeunes étoiles nouvellement formées, queues galactiques de poussière et de gaz, jeunes étoiles attirées par les forces gravitationnelles et même des ondes de choc dues à la traversée de l’amas par l’une des galaxies, NGC 7318B.

     Comme son nom l’indique, le Quintette de Stephan est composé de cinq galaxies mais seules quatre d’entre elles sont en contact gravitationnel : NGC 7320, la plus à gauche, n’est située, en réalité, qu’à 40 millions d’années-lumière tandis que les quatre autres (NGC 7317, NGC 7319 et NGC 7318 A et B) sont à environ 250 millions d’années-lumière et ce sont ces quatre dernières qui sont amenées à fusionner.

     JWST a permis de mettre en évidence le trou noir massif qu’abrite NGC 7319 (la galaxie la plus haute sur l’image), trou noir qui accumule activement de la matière. Il a également permis d’individualiser de multiples étoiles dans NGC 7320 ainsi que son brillant noyau. On peut également y observer les étoiles mourantes dont la fin de vie produit de la poussière sous la forme de points rouges. Les scientifiques ne sont pas habitués à voir autant de détails sur les interactions galactiques et, pour eux, il s’agit là d’un véritable laboratoire d’observation pour comprendre notamment les mécanismes de fusion en jeu.

     Ces premières images de ce super télescope spatial permettent d’affirmer que de multiples découvertes sont promises dans les temps à venir. Oui, en termes d’astronomie observationnelle, on peut légitimement parler de révolution !

Crédits-photo : NASA, ESA et ASC

LA NÉBULEUSE DE LA CARÊNE

photos de la même région de la nébuleuse par James Webb (en haut) et Hubble (en bas)

         La nébuleuse de la Carène, située dans l’hémisphère sud, est une des nébuleuses les plus étendues visibles depuis la Terre. On sait bien que ce sont les étoiles qui sont responsables de tels objets puisque naissant à partir de cocons de poussière qu’elles dispersent ensuite. De ce fait, au télescope, on peut observer d’étranges formes ressemblant à des piliers ou à des pics qui donnent l’impression de constructions solides : rien n’est plus trompeur. En fait, ces objets ont une densité infime et sont plus légers que l’air que nous respirons. 

     Le télescope Hubble – qui voit dans le domaine de la lumière visible – nous a révélé de la Carène de nombreux détails jusqu’alors ignorés (image du bas ci-jointe) mais le télescope spatial James Webb (JWST) a une vue encore plus perçante puisqu’il observe, lui, dans l’infrarouge (image du haut). Du coup, il amplifie de façon incroyable ce que nous avait déjà dévoilé Hubble (Les deux images concernent la même région de la Carène). La photo du haut (JWST) montre des centaines d’étoiles en formation que l’on n’avait jamais vues auparavant. La résolution est telle qu’on découvre alors un paysage d’une précision absolue dans lequel l’intense rayonnement ultraviolet des étoiles nouvelles creuse dans le gaz dont elles naissent tout un ensemble de vallées et de montagnes de poussière. JWST débute décidément en fanfare !

Crédits-photos : NASA, ESA, ASC

LA GALAXIE M74

     Une des premières images offertes par le nouveau télescope spatial James Webb (JWST) est celle de la superbe galaxie M74. Les images que nous avait données Hubble en son temps étaient spectaculaires mais celles prises par JWST dépassent tout ce que pouvaient espérer les scientifiques…

     M74 (ou NGC 628), également appelée la galaxie fantôme car difficile à photographier, contient à peu près 100 milliards d’étoiles et se situe à environ 30 millions d’années-lumière, en regard de la constellation des Poissons. Elle a depuis longtemps été considérée par les astronomes comme le parfait exemple d’une galaxie spirale type avec ses deux bras spiraux majestueux. Bien que ne pesant que le 1/5 de la masse de la Voie lactée, son diamètre approche les 85 000 années-lumière et ses bras spiraux contiennent une impressionnante quantité d’étoiles jeunes ou en formation.

     Sur la photo prise par JWST, M74 apparaît sous la forme d’un gigantesque tourbillon de poussière et de gaz avec des alternances de poches de densité et des creux d’où la matière semble avoir été chassée, l’ensemble coexistant avec des pouponnières d’étoiles nouvelles. La région centrale de M74 est particulièrement bien détaillée dans l’image ci-jointe. On y trouve une quantité de détails sans précédent qui permettra, le temps venant, d’extraire une colossale quantité de données. Or il s’agit là d’une vision de loin de notre propre galaxie. Le nouveau télescope spatial n’a pas fini de nous étonner !

Crédits-photo : NASA, ESA, ASC

LA NÉBULEUSE DE L’ANNEAU AUSTRAL

     La nébuleuse de l’Anneau austral (NGC 3132), également appelée « nébuleuse aux huit éclats » par une erreur de traduction de l’anglais puisque « eight burst » signifie en réalité « explosion en huit », est une nébuleuse planétaire (terme « historique » qui n’a rien à voir avec une quelconque planète). Située à environ 2000 années-lumière de nous. Elle a un diamètre de presque une année-lumière (nouvelle estimation grâce à JWST) ce qui représente près de 1500 fois la distance entre le Soleil et Pluton.

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     Son centre est occupé par deux étoiles : une naine blanche (la moins brillante) responsable de la nébuleuse et une compagne au seuil de sa mort. Celle-ci donnera alors une autre nébuleuse qui viendra s’ajouter à la première. Sur le cliché pris par la composante NIRcam du télescope qui observe en infrarouge proche, on peut seulement voir le compagnon de la naine blanche près du centre (image de gauche) tandis que l’image de droite prise par sa composante MIRI (infrarouge moyen) permet de voir les deux étoiles tout en étant moins précis pour la périphérie nébulaire.

     C’est la complexité du mouvement orbital des deux astres qui est à l’origine des structures complexes de la nébuleuse. Hubble donne des images moins précises (quoique révolutionnaires pour son époque) que celles de James Webb, lequel, avec une exactitude incroyable, dévoile l’ensemble de l’objet.

Crédits-photo : NASA, ESA, ASC

L’UNIVERS LOINTAIN

     L’une des premières missions du JWST (et la raison de sa construction au départ) est l’exploration des tout premiers instants de l’Univers. Le cliché ci-dessus pris par lui renferme plusieurs milliers de galaxies dont quelques unes datent de peu après le Big bang il y a plus de 13 milliards d’années. On peut y voir au centre l’amas de galaxies SMACS 0723 tel qu’il apparaissait il y a 4,6 milliards d’années. Toutefois, par le mécanisme de lentille gravitationnelle que nous avons souvent évoqué ici, SMACS 0723 permet, par cet effet de loupe, de faire apparaître des objets cosmiques bien plus lointains situés derrière lui : on obtient donc un « champ profond » analogue à ceux qui ont fait la gloire du télescope Hubble… mais en encore plus précis ! Si l’on songe que cette photo n’a nécessité qu’une longueur d’exposition d’un peu plus de douze heures, on comprend toutes les possibilités offertes par des temps d’exposition plus étendus…

Crédits-photo : NASA, ESA, ASC

L’EXOPLANÈTE WASP-96b

spectre atmosphérique de WASP-96b par le télescope James Weeb

     WASP-96 est une étoile de type solaire située à environ 1150 années-lumière, en regard de la constellation du Phénix, dans l’hémisphère sud, et, comme son appellation l’indique, WASP-96b est la seconde planète tournant autour de cette étoile. Découverte en 2014, cette planète est une géante gazeuse (un « Jupiter chaud ») faisant le tour de son étoile en 3,4 j. Sa masse est la moitié de celle de Jupiter et sa température moyenne est de plus de 500°.

     Avant l’observation de son spectre par le JWST, il était communément admis que WASP-96b était sans nuages. Faux, nous dit le télescope : son atmosphère recèle des nuages et des brumes. Il a de plus confirmé la présence d’eau en observant la lumière qui la traverse. On devine que la prochaine étape de l’étude de la planète sera de savoir quelle quantité d’eau renferme la planète ainsi que la composition exacte de son atmosphère…

Crédits-photo : NASA, ESA, ASC

LA GALAXIE DE LA ROUE DU CHARIOT

    À environ 500 millions d’années-lumière, en regard de la constellation du Sculpteur dans l’hémisphère sud, on peut observer la superbe galaxie du Chariot ( ESO 350-40). À l’origine, cette galaxie spirale était semblable à notre Voie lactée mais traversée à grande vitesse par une autre galaxie plus petite, elle a été profondément remaniée jusqu’à lui donner cette apparence de roue qui lui vaut son nom actuel.

      Déjà remarquablement observée par le télescope spatial Hubble il y a quelques années, le télescope James Webb (JWST) la décline aujourd’hui dans toute sa splendeur avec force de détails supplémentaires.

      On peut ainsi observer que le choc intergalactique a créé une structure en double anneau s’étendant du centre vers la périphérie. Au centre, outre la vision bien plus précise de son trou noir central, le premier et très brillant anneau renferme d’immenses zones de nouvelles étoiles et de poussière, conséquences du choc. S’étendant quant à lui sur près de 440 millions d’années-lumière, le second anneau se heurte au gaz alentour entraînant la création de centaines de milliers d’étoiles nouvelles dont certaines ont pu être individualisées (points bleus dans la photo ci-jointe).

       L’observation en infrarouge par le JWST a permis d’affiner la structure de la poussière galactique présente, révélant non seulement des hydrocarbures et autres corps chimiques mais également de la poussière de silicate. L’ensemble de ces régions forment des rayons spiralés constituant l’armature de la galaxie, lui conférant ainsi cet aspect si particulier.

.Crédits-photo : Nasa, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team

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mise à jour : 26 mars 2023