James Webb : De nouvelles images de la machine à remonter le temps

Après l’annonce des premières images du télescope spatial James Webb, d’autres images incroyables ont été divulguées les jours suivants et les premiers papiers scientifiques commencent à être publiés.

Le James Webb, la machine à remonter le temps

Alors que le télescope spatial Hubble (HST) a permis d’observer des étoiles ou des galaxies dans les 400 premiers millions d’années du Big Bang, certaines galaxies ne peuvent pas être observées avec le HST en raison de la limite de sa couverture de longueur d’onde à 1,6 µm. Avec l’avènement de JWST, les scientifiques ont maintenant une vue sans précédent sur l’Univers à une longueur d’onde ∼ 2−5 µm grâce à l’instrument NIRCam extrêmement sensible.

Le télescope James Webb pourrait avoir observé la galaxie la plus éloignée jamais découverte à ce jour : GLASS-z13 ou GHZ2 selon les dénominations respectives des 2 équipes de chercheurs dont les publications ont été soumises à revue le 20 juillet [Two Remarkably Luminous Galaxy Candidates at z ≈ 11 − 13 Revealed by JWST et Early results from GLASS-JWST. III: Galaxy candidates at z∼9-15] .

Elle serait telle qu’elle ressemblait 300 millions d’années après la création de l’Univers, soit il y a plus de 13,5 milliards d’années.

Pascal Oesch (University of Geneva & Cosmic Dawn Center, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen). Raw data: T. Treu (UCLA) and GLASS-JWST. NASA/CSA/ESA/STScI

La nouvelle galaxie n’est encore qu’une candidate au titre de galaxie, car la découverte n’a pas encore fait l’objet d’un examen par les pairs. De nouvelles observations seront certainement nécessaires pour confirmer la distance de l’objet. Si cela est confirmé, cette lueur rouge battrait le record actuel du HST pour la lumière la plus ancienne jamais observée datant d’environ 400 millions d’années après le Big Bang, il y a environ 13,4 milliards d’années.

Vue dézoomée sur GLASS-z13 avec JWST NIRCam (Naidu et al. 2022). Image composite: Gabriel Brammer (Cosmic Dawn Center, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen). Raw data: T. Treu (UCLA) and GLASS-JWST

Les équipes qui ont trouvé GLASS-z13/GHZ2 l’ont datée en étudiant les propriétés de sa lumière. L’Univers s’est développé depuis le Big Bang, un processus qui étire la lumière en longueurs d’onde plus longues et plus rouges. La lumière des étoiles des galaxies éloignées laisse sa source sous forme de lumière visible, mais au moment où elle nous parvient, elle est décalée vers le rouge, ou « redshift » noté z, dans le spectre électromagnétique dans la plage infrarouge. Les astronomes savent que la lumière plus rouge est, plus la galaxie l’a produite est éloignée.

Illustration du Redshift (crédit @Rohan_Naidu)

Pour confirmer la distance de GLASS-z13/GHZ2, les astronomes devront mesurer la composition chimique de la galaxie. Cette technique est considérée comme l’étalon dans la mesure des distances galactiques, et les scientifiques sont certains que Webb peut les y aider comme avec par exemple l’instrument NIRspec.

Jupiter par le JWST

Dans le cadre des tests préliminaires à sa mise en service scientifique, le télescope spatial a observé Jupiter, une façon de confirmer qu’il pourra observer sans problème des satellites et des anneaux près d’objets brillants du Système Solaire afin de détecter par exemple des panaches de matière éjectés des lunes Europa ou Encelade.

Jupiter, au centre, et sa lune Europa, à gauche, sont visibles à travers le filtre 2,12 microns de l’instrument NIRCam du télescope spatial James Webb (crédits: NASA, ESA, CSA, et B. Holler et J. Stansberry (STSCI))

Vous aurez bien sûr reconnu l’Oeil Rouge de la planète géante (ici en blanc à cause du traitement de l’image) et les bandes distinctes de l’atmosphère jovienne.

Selon les filtres de l’instrument NIRCam, des détails différents apparaissent : A gauche, les lunes Europa, Thebe et Metis sont visibles à travers le filtre NIRCam de 2,12 microns (l’Oeil Rouge de Jupiter apparaît en jaune en fonction du traitement de l’image), à droite, Jupiter et ses lunes Europa, Thebe et Metis sont visibles à travers le filtre de 3,23 microns de NIRCam.

Jupiter et 3 de ses lunes par l’instrument NIRCam du JWST (crédit NASA / ESA / CSA / STSci)

Le JWST a également pu observer l’anneau principal de Jupiter, particulièrement difficile à observer depuis la Terre en raison de sa finesse :

L’anneau principal de Jupiter et certaines des lunes sont visibles à travers le filtre de 3,23 microns de NIRCam (crédits: NASA, ESA, CSA, et B. Holler et J. Stansberry (STSCI))

Test de Web sur un astéroïde

Les tests du télescope ont aussi porté sur sa capacité à suivre un objet mobile. Pendant la mise en service, Webb a utilisé un astéroïde appelé 6481 Tenzing, situé dans la ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter, pour commencer les tests de « limite de vitesse » de suivi des cibles mobiles.

Le Webb a été conçu avec l’exigence de suivre des objets qui se déplacent aussi vite que Mars, qui a une vitesse maximale de 30 milliarcsecondes par seconde. Lors de la mise en service, l’équipe Webb a effectué des observations de divers astéroïdes, qui sont tous apparus comme un point parce qu’ils étaient tous petits. L’équipe de la mission a prouvé que Webb obtiendra toujours des données précieuses avec tous les instruments scientifiques pour les objets se déplaçant jusqu’à 67 milliarcsecondes par seconde, ce qui représente plus du double de la spécification attendue.

L’astéroïde 6481 Tenzing, au centre, est vu se déplaçant sur un fond d’étoiles dans cette série d’images prises par NIRCam (crédits: NASA, ESA, CSA, and B. Holler and J. Stansberry (STScI))

Article duquel je me suis largement inspirée pour GLASS-z13 et source principale pour Jupiter

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