Science

Télescope spatial James-Webb : les observations attendues – Sciences et Avenir

Cet article est extrait de Sciences et Avenir – La Recherche n°898, daté décembre 2021.

Les premiers astres de l’Univers

Le télescope spatial James-Webb (JWST, selon l’acronyme anglais) est une formidable machine à explorer l’espace, mais aussi le temps. Son miroir de 6,50 mètres de diamètre offre une sensibilité et une résolution spatiale lui permettant de voir très loin, et de saisir ainsi la lumière émise par des astres des milliards d’années plus tôt. De quoi projeter les astrophysiciens dans les premiers âges de l’Univers. Plus tôt encore que la galaxie GN-z11, la plus lointaine jamais observée, révélée par Hubble et qui s’est formée il y a 400 millions d’années après le Big Bang.

“GN-z11 fera partie des premières cibles du JWST, note Hakim Atek, chercheur à l’Institut d’astrophysique de Paris, et membre de l’équipe Origine et évolution des galaxies. Mais nous comptons remonter plus loin, de 200 millions d’années au moins, à la recherche de l’origine même des galaxies… Nous ignorons quand elles sont apparues précisément, et à quoi elles ressemblaient, mais l’on s’attend à ce que les protogalaxies soient de petites tailles. Contrairement à GN-z11 ! La masse de la Voie lactée est de l’ordre de cent milliards de fois celle du Soleil. Hubble peut en détecter de l’ordre de dix millions de fois. Le JWST descendra, lui, à un million de fois la masse de notre étoile. Enfin, en collectionnant des portraits de galaxies pris à différentes époques, nous espérons reconstituer leur évolution, et comprendre comment un amas d’étoiles informe comme GN-z11 finit par donner de magnifiques galaxies spirales comme Andromède ou la Voie lactée.”

Avec ses caméras NIRCam et MIRI, le télescope déterminera la forme de ces premiers rassemblements d’étoiles ainsi que leur luminosité, traduisant la formation active de nouveaux astres. Le spectrographe NIRSpec, quant à lui, établira leur composition chimique. Il traquera notamment la trace des toutes premières étoiles de l’Univers, dites de population III. Cent à mille fois plus massives que le Soleil, et bien plus brillantes, elles se sont formées à partir des premiers atomes, hydrogène et hélium, forgés lors du Big Bang. Brûlant la chandelle par les deux bouts, elles n’auraient vécu que quelques millions d’années avant d’exploser en supernovae, si l’on en croit les simulations numériques puisqu’elles n’ont encore jamais été observées.

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