Le télescope spatial James-Webb : un nouvel observatoire spatial très puissant

Share
5 m
Médias
L’énorme miroir principal du télescope spatial James-Webb se compose de 18 segments hexagonaux dorés dont l’assemblage évoque des rayons de miel et qui captent la lumière de façon très efficace.

Le plus grand et le plus puissant observatoire spatial jamais construit sera lancé dans l’espace le 22 décembre 2021, et le Canada joue un rôle clé dans sa mission.

Instrument à infrarouge d’une grande complexité, le télescope spatial James-Webb nous permettra de voir encore plus loin dans l’Univers, d’examiner des étoiles et des galaxies jamais observées auparavant et de découvrir de nouveaux mondes! 

Pour en savoir davantage sur la mission du télescope, Cassandra Marion, conseillère scientifique au Musée de l’aviation et de l’espace du Canada, s’est adressée à une spécialiste canadienne. L’astrophysicienne Nathalie Ouellette est coordonnatrice scientifique  pour le télescope spatial James-Webb, en collaboration avec l’Agence spatiale canadienne. Dans trois courtes vidéos, l’astrophysicienne livre ses réflexions sur le nouveau télescope. Écoutez-la parler de l’importance de cette mission.

Audio Visuel
C'est quoi le télescope spatial James Webb et quelle est sa mission? Cassandra Marion, une femme blanche est assise, sa tête et ses épaules sont visibles. Elle porte un chandail bleu marine. Une photo de l’entrée du Musée de l’aviation et de l’espace du Canada est en arrière-plan. Elle reste à la même place tout au long de la vidéo.
On a tendance beaucoup à décrire le télescope spatial James Webb comme le successeur de Hubble, pas le remplacement. On espère qu'il va y avoir un moment où les deux missions vont être en fonction. Et, donc, Hubble lui il travaille dans la lumière visible, Webb va plutôt travailler dans la lumière infrarouge. Donc, il va être lancé dans l'espace d'ici la fin de cette année. C'est une mission internationale menée par la NASA, l'Agence spatiale canadienne et l'Agence spatiale européenne. Il va y avoir plusieurs missions scientifiques, entre autres on va observer des exoplanètes, déterminer la composition de leur atmosphère, peut-être trouver de la vie extraterrestre. On ne sait pas encore. Étudier les toutes premières galaxies qui ont été créées juste après le Big Bang et plusieurs autres missions scientifiques aussi. Une deuxième présentatrice, Nathalie Ouellette, est assise, tête et haut du torse visibles. Elle porte un chemisier blanc. Derrière elle se trouve un mur et une porte simples. Elle reste assise tout au long de la vidéo.
[Fin de l’audio.] Le logo du Musée de l’aviation et de l’espace du Canada apparaît, suivi par le logo du Canada et l’adresse du site Web IngeniumCanada.org.

Lancement et périple

 

Le télescope sera lancé à bord de la fusée Ariane 5, un lanceur spatial lourd, qui décollera de l’astroport européen situé à Kourou, en Guyane française. Le télescope est si grand —, il l’est beaucoup plus que son prédécesseur, Hubble -- qu’on a dû le replier comme de l’origami pour le faire entrer dans le carénage tout en haut de la fusée. Le diamètre de son miroir principal est de 6,6 mètres, et une fois déplié, son écran solaire  a la taille d’un terrain de tennis! 

 

Après le lancement, le télescope mettra 13 jours à se déployer; près de 200 mécanismes de dégagement seront nécessaires et devront tous fonctionner à la perfection. Après 29 jours angoissants, le télescope atteindra sa destination finale : bien au-delà de l’orbite lunaire, à 1,5 million de kilomètres d’ici. Une fois en place, le télescope consacrera un certain temps à la vérification des systèmes et à l’alignement précis de ses miroirs avant d’entamer son exploration du cosmos.

La destination finale du télescope est dans le point de Lagrange L2 de la Terre, une position orbitale stable qui place le vaisseau spatial du côté de la Terre opposé au Soleil. Cette position est idéale pour que le télescope reste au frais, à l’abri des rayons du Soleil, mais assez près pour faciliter les communications. 

Ingéniosité canadienne à bord    

Nouvel observatoire spatial, le télescope spatial James-Webb est le fruit d’une collaboration internationale entre la NASA, l’Agence spatiale canadienne et l’Agence spatiale européenne. Nathalie Ouellette est très fière du rôle que joue le Canada dans la mission du télescope. Écoutez-la expliquer dans cette vidéo les contributions technologiques du Canada : l’imageur dans le proche infrarouge (NIRISS) et le détecteur de guidage de précision (FGS).

Audio Visuel
Quel est le rôle ou les contributions du Canada au télescope James Webb? Cassandra Marion, une femme blanche est assise, sa tête et ses épaules sont visibles. Elle porte un chandail bleu marine. Une photo de l’entrée du Musée de l’aviation et de l’espace du Canada est en arrière-plan. Elle reste à la même place tout au long de la vidéo.
Oui, le fait que le Canada fasse partie de la mission c'est une chose que je trouve vraiment excitante de la mission Webb parce que nous on ne faisait pas partie du télescope spatial Hubble. Donc, le Canada a contribué deux éléments sur le télescope. Le premier c'est un instrument scientifique qui s'appelle NIRISS. C'est une caméra et à un spectrographe, donc il pourra prendre des images et étudier la lumière des objets célestes sous forme de spectre. Et, entre autres il va pouvoir étudier la composition de l'atmosphère des exoplanètes. Donc, déterminer s'il y a de l'oxygène, de la vapeur d'eau ou des biosignatures, des signes de vie sur les exoplanètes et aussi étudier les toutes premières galaxies qui ont été créées après le Big Bang. La deuxième contribution, ҫa s'appelle le « Fine Guidance Sensor » ou le FGS. C'est un peu comme les yeux du télescope. On a un bras canadien, là on a des yeux canadiens sur le télescope Webb et ça va nous permettre de s'assurer que chaque image, peu importe l'instrument scientifique utilisé, prise par le télescope est très claire, avec une haute résolution, avec aucun de flou. Il n'y a pas de flou dans l'image et donc ça permet de contrer un peu la vibration et le mouvement du télescope et de pointer avec beaucoup de précision les objets qu'on veut observer. Une deuxième présentatrice, Nathalie Ouellette, est assise, tête et haut du torse visibles. Elle porte un chemisier blanc. Derrière elle se trouve un mur et une porte simples. Elle reste assise et immobile tout au long de la vidéo.
[Fin de l’audio.] Le logo du Musée de l’aviation et de l’espace du Canada apparaît, suivi par le logo du Canada et l’adresse du site Web IngeniumCanada.org.

Mais la contribution du Canada ne se limite pas à ces instruments. Des astronomes de partout dans le monde utiliseront le télescope spatial James-Webb pour des années à venir, et les astronomes canadiens compteront parmi ceux qui dirigeront diverses études. Ce télescope de nouvelle génération regardera au loin dans le passé, et ses activités porteront sur quatre objectifs scientifiques principaux :   

  • observer les premières galaxies qui se sont formées après le Big Bang;
  • comprendre l’évolution de ces premières galaxies depuis leur formation;
  • observer la naissance d’étoiles anciennes et de leurs planètes (aussi appelées exoplanètes);
  • scruter des exoplanètes et mesurer leurs propriétés physiques et chimiques, y compris leur capacité à soutenir la vie.

Pourquoi des infrarouges?

Pour scruter les profondeurs de l’espace et voir plus loin vers le passé afin d’examiner les premiers objets célestes de l’Univers, le télescope spatial James-Webb doit percevoir les longueurs d’onde infrarouges. En effet, quand la lumière émise sous forme de lumière visible par un objet ancien et distant (une galaxie, par exemple) arrive à la Terre, elle est d’une longueur d’onde infrarouge. Ce phénomène s’appelle « décalage vers le rouge ». Puisque l’Univers est en expansion, les objets éloignés et anciens (comme les galaxies et les étoiles) sont eux aussi en mouvement. Sur plusieurs milliards d’années, la lumière est ainsi étirée, ce qui allonge sa longueur d’onde jusqu’à l’infrarouge. 

Ce décalage vers le rouge peut aussi servir à estimer la distance d’un corps céleste. Puisque les rayons infrarouges peuvent pénétrer la poussière et les nuages, ils nous permettent aussi de voir à travers.

Un diagramme montrant une barre horizontale qui représente l’étendue des longueurs d’onde du spectre électromagnétique. Le diagramme met en évidence les longueurs d’onde captées par les télescopes spatiaux Hubble (UV-visibles-infrarouges proches), James-Webb (surtout infrarouge) et Spitzer (infrarouge à grande longueur d’onde).

Toute la lumière se distribue le long d’un spectre électromagnétique. Différents télescopes captent différentes lumières du spectre électromagnétique. Le télescope spatial Hubble capte la lumière visible, alors que le télescope spatial James-Webb pourra capter la lumière infrarouge, que l’humain ne peut pas percevoir à l’œil nu.

L’écran solaire

À la base du télescope, cinq minces feuilles de Kapton se déploient pour former un écran solaire. Nathalie Ouellette explique l’importance de cet écran pour un télescope infrarouge.

Audio Visuel
Pourquoi y a-t-il un écran solaire sur la base de James Webb? Cassandra Marion, une femme blanche est assise, sa tête et ses épaules sont visibles. Elle porte un chandail bleu marine. Une photo de l’entrée du Musée de l’aviation et de l’espace du Canada est en arrière-plan. Elle reste à la même place tout au long de la vidéo.
Parce que le télescope Webb va regarder la lumière infrarouge, il faut vraiment le protéger de la chaleur et aussi de son propre réchauffement. Une deuxième présentatrice, Nathalie Ouellette, est assise, tête et haut du torse visibles. Elle porte un chemisier blanc. Derrière elle se trouve un mur et une porte simples. Elle reste assise tout au long de la vidéo.
Donc, j'ai un petit modèle ici du télescope Webb et on peut voir son écran solaire en noir ici. Donc, c'est un immense écran solaire, la taille d'un terrain de tennis. Elle tient un modèle d’environ 30 cm de long du télescope James Webb. Elle pointe à l’écran solaire noir à la base du modèle.
Et, donc, le télescope va toujours être positionné tel que le soleil ne va pas pouvoir réchauffer le miroir et les instruments du télescope parce qu'il va avoir l'écran solaire entre les deux. Donc, ça garde le télescope, ces éléments-là du télescope, très très froid. Seulement 40 degrés au-dessus du zéro absolu. Et ça l'empêche les éléments de se réchauffer eux-mêmes et donc produire leur propre lumière infrarouge qui causeraient une genre de pollution lumineuse dans les observations du télescope. Nathalie incline le modèle du télescope de sorte que l’écran solaire soit vertical et elle lève sa main du côté opposé des instruments [pour imiter la position du soleil].
[Fin de l’audio.] Le logo du Musée de l’aviation et de l’espace du Canada apparaît, suivi par le logo du Canada et l’adresse du site Web IngeniumCanada.org.

Envie d’aller plus loin?

  • Une célébration tout en douceur : Pour souligner le lancement du télescope spatial James-Webb, le Musée de l’aviation et de l’espace du Canada a mis l’artiste pâtissière primée Catherine Beddal  au défi de confectionner un télescope et une fusée Ariane 5 en pain d’épices! Ne manquez la chance pas d’admirer ces extraordinaires œuvres comestibles, qui seront exposées au musée du 1er décembre 2021 au 10 janvier 2022. 

Vous appréciez le Réseau Ingenium? Aidez-nous à améliorer votre expérience en répondant à un bref sondage!

Profile picture for user Cassandra Marion
Cassandra Marion

Cassandra est la conseillère scientifique du Musée de l'aviation et de l'espace du Canada. Elle est titulaire d'un doctorat en géologie et en science et exploration planétaires. Ses recherches portent sur les cratères d'impact de météorites dans l'Arctique canadien. Elle a plus d'une décennie d'expérience dans le domaine de l'éducation et de la sensibilisation dans l’élaboration et la prestation de programmes scientifiques. Elle se consacre à partager sa passion pour les sciences avec les communautés proches et lointaines, et à améliorer la culture scientifique au Canada.