Il y a des milliards d’années, bien avant qu’un nuage tourbillonnant de gaz et de poussière ne fusionne pour former le soleil, la lumière quittait les premières étoiles et commençait un long voyage dans l’espace.
La lumière a voyagé depuis, couvrant des billions et des billions de kilomètres. Il a été dévalé par des galaxies et leurs étoiles naissantes, dont certaines étaient accompagnées de planètes. Et sur l’un d’eux, une espèce a évolué avec la capacité non seulement de remettre en question ce qui pourrait être là-bas, mais de construire des outils pour voir ce que ses propres yeux ne pouvaient pas voir.
Lundi, le monde a eu son premier aperçu de cette lumière ancienne grâce au télescope spatial James Webb de la NASA, l’outil de visualisation de l’espace lointain le plus sophistiqué et le plus ambitieux jamais assemblé.
C’est un instantané de l’espace lointain, la lumière d’innombrables galaxies tourbillonnant autour d’un point central comme la lumière émise par une boule disco. Flanqué du président Joe Biden et du vice-président Kamala Harris, l’administrateur de la NASA, Bill Nelson, a dévoilé l’image lors d’une conférence de presse à la Maison Blanche.
« Si vous tenez un grain de sable sur le bout de votre doigt à bout de bras, c’est la partie de l’univers que vous voyez – juste un petit grain de l’univers », a déclaré Nelson.
Webb est le successeur du télescope spatial Hubble, qui a transformé la compréhension scientifique de l’immensité de l’univers. L’une des images les plus célèbres de Hubble, l’eXtreme Deep Field, montre des taches de lumière représentant quelque 5 500 galaxies, dont les plus faibles nous permettent de remonter dans le temps 13,2 milliards d’années.
Webb permet aux astronomes de zoomer sur les taches les plus faibles de Hubble.
« C’est un moment émouvant de voir la nature révéler soudainement certains de ses secrets », a déclaré Thomas Zurbuchen, administrateur associé de la direction des missions scientifiques de la NASA. « Ce n’est pas une image. C’est une nouvelle vision du monde. Vous allez voir la nature livrer des secrets qui sont là depuis de très nombreuses décennies, des siècles, des millénaires. »
Webb peut, littéralement, voir des galaxies très, très loin comme elles l’étaient il y a très, très longtemps, quelques centaines de millions d’années seulement après le big bang. Il intercepte la lumière dans la partie infrarouge du spectre, dont les longueurs d’onde sont trop longues pour être visibles à l’œil humain.
Construit au parc spatial Northrop Grumman à Redondo Beach, en Californie, Webb a été lancé le jour de Noël depuis la Guyane française. Sa destination était L2, raccourci scientifique pour le deuxième point de LaGrange à environ 930 000 milles de la Terre. C’est l’un des cinq endroits où les forces gravitationnelles du soleil et de la Terre sont en équilibre, permettant à Webb de rester à une distance fixe de notre planète.
Il a fallu près d’un mois au télescope pour y arriver. Puis le télescope s’est lentement et délibérément déployé pendant deux semaines.
Un système complexe de loquets, de câbles et de broches a libéré un pare-soleil à cinq couches de la taille d’un court de tennis. Une fois cela en place, les 18 miroirs hexagonaux du télescope se sont mis en place, créant une structure en nid d’abeille de 21 pieds de diamètre. Le processus n’aurait pas semblé déplacé dans un épisode de « Transformers ». (En effet, la NASA a publié une courte vidéo sur Webb mettant en vedette Peter Cullen, l’acteur qui a exprimé Optimus Prime dans le dessin animé original des années 1980.)
Chaque miroir est recouvert de 100 nanomètres d’or pour améliorer sa capacité à réfléchir la lumière infrarouge. Les miroirs ont été soigneusement alignés en se concentrant sur une étoile au nom peu maniable 2MASS J17554042+6551277. L’image de test, rendue publique en mars, montrait une étoile brillante qui semblait émettre de la lumière à partir de six points, une caractéristique des miroirs hexagonaux du télescope.
Mais l’arrière-plan a attiré l’attention des scientifiques : derrière l’étoile se trouvaient d’innombrables taches de lumière, chacune représentant une galaxie vieille de plusieurs milliards d’années.
C’était un aperçu alléchant des capacités du télescope.
Hubble, lancé en 1990, a offert un aperçu sans précédent du cosmos au cours de ses décennies de service. Ses observations ont aidé les scientifiques à déterminer l’âge de l’univers et le taux de son expansion, ainsi qu’à découvrir des trous noirs, des lunes obscures et des exoplanètes.
Mais Webb est exponentiellement plus puissant. Son miroir est six fois plus grand que celui de Hubble, ce qui signifie qu’il peut collecter beaucoup plus de lumière et regarder plus loin dans le temps. Il a également des capacités bien plus importantes pour étudier la lumière infrarouge.
Webb ne fonctionnerait pas si c’était là où se trouve Hubble. Le nouveau télescope est tellement plus sensible qu’il serait submergé par la lumière et la chaleur de la Terre, de la Lune et du Soleil. Mais sa distance signifie également qu’il est trop loin pour être réparé manuellement par des astronautes en sortie dans l’espace, comme Hubble l’a été cinq fois depuis son lancement.
Hubble était dans le ciel depuis moins d’une décennie lorsque la NASA a commencé à parler de la technologie qui finirait par le remplacer. La construction du nouveau télescope, du nom du deuxième administrateur de la NASA, a commencé en 2004 avec un budget de 1 milliard de dollars et une date de lancement prévue de 2010.
Mais le budget et le calendrier ont augmenté presque aussi vite que l’univers qu’il était censé explorer.
L’équipe n’avait pas seulement à s’assurer que les matériaux et les technologies du télescope fonctionneraient correctement une fois lancés dans l’espace. Dans de nombreux cas, compte tenu de la nature révolutionnaire de l’appareil, ils ont également dû inventer ces matériaux à partir de zéro.
Les miroirs cryogéniques segmentés, le pare-soleil à cinq couches, les micro-obturateurs qui captent la lumière infrarouge – tout cela devait d’abord être imaginé et testé en laboratoire avant d’être fabriqué pour être utilisé sur le télescope.
Ses coûts en flèche ont grignoté les budgets des autres projets de la NASA. En 2011, le Congrès a déposé un projet de loi pour tuer entièrement le projet. Si un risque aussi important échouait, « les progrès de l’astronomie pourraient être retardés d’une génération », selon le journal La nature averti dans un 2010.
©2022 Los Angeles Times.
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