L’image éblouit sur un écran d’ordinateur dans le coin de la pièce : six faisceaux de lumière rouge-orange jaillissant d’une étoile lumineuse de la Voie lactée.
Mais la partie la plus fascinante de l’image – parmi les premières dépêches publiques du télescope spatial révolutionnaire James Webb – se situe à l’arrière-plan, où les gouttes amorphes sont en réalité des galaxies tourbillonnantes.
Depuis un bureau de l’autre côté de la pièce du Space Telescope Science Institute de Baltimore, le scientifique en optique astronomique Charles LaJoie zoome et des spirales encore plus semblables à des nuages apparaissent, autrefois dissimulées dans les confins de l’espace.
Pour les scientifiques de l’institut – la plaque tournante de tout ce qui concerne Webb – l’image est là comme un rappel de ce qui est à venir. Lorsque tous les 18 segments de miroir de Webb seront complètement alignés, probablement avant la fin avril, les astronomes pourront regarder plus profondément dans le cosmos que jamais auparavant.
Pour les astronomes dans la salle, voir un arrière-plan de galaxies derrière le télescope le plus puissant du monde était attendu. Mais pour les ingénieurs, concentrés depuis si longtemps sur la construction du télescope, ce fut un « moment époustouflant », a déclaré Lee Feinberg, responsable des éléments du télescope optique de Webb pendant plus de 20 ans.
« Ce qui est hilarant, c’est que les ingénieurs, quand nous avons simulé cette chose… nous avons simulé une étoile, sans jamais penser que nous verrions des galaxies », a-t-il déclaré.
À l’institut, des scientifiques comme LaJoie se préparent à prendre les rênes de l’une des réalisations astronomiques les plus étonnantes de l’humanité. Depuis le lancement du télescope le jour de Noël, l’institut a été en effervescence avec une distribution tournante de personnages – du Goddard Space Flight Center de la NASA, de l’Agence spatiale européenne, de l’entrepreneur Northrop Grumman.
Les équipes du monde entier sont descendues sur le bâtiment, situé sur le campus de l’Université Johns Hopkins, pour guider le télescope, qui se trouve à près d’un million de kilomètres dans l’harmonie orbitale et préparer ses instruments pour la découverte.
Une fois que Webb aura suffisamment refroidi pour ses instruments infrarouges et que ses miroirs seront préparés pour une observation précise, les scientifiques basés à Baltimore se chargeront en grande partie de surveiller l’engin et de le mener à travers une série d’études scientifiques dans les années à venir.
L’institut gère déjà des responsabilités similaires pour le télescope spatial Hubble, qui continue de faire des observations depuis l’orbite terrestre.
Le mois dernier, des scientifiques ont utilisé Hubble pour capturer ce que l’on pense être l’étoile la plus éloignée jamais vue, qu’ils ont nommée Earendel. L’étoile est si éloignée que sa lumière a mis 12,9 milliards d’années pour atteindre la Terre, elle apparaît donc aux astronomes comme elle l’était juste un milliard d’années après le Big Bang.
Les scientifiques n’ont pu voir l’étoile, qu’ils estiment avoir 50 fois la masse de notre soleil, qu’à cause d’une loupe cosmique inhabituelle – un amas de galaxies voisines qui a déformé le tissu de l’espace de telle sorte qu’Earendel a été mis en vue.
Les astronomes devront utiliser la haute sensibilité de Webb à la lumière infrarouge pour confirmer les détails sur Earendel, étant donné que l’étoile est si loin que sa lumière a été « décalée vers le rouge » lorsqu’elle se déplace vers la Terre. Webb pourra probablement voir encore plus loin qu’Earendel, potentiellement jusqu’à 100 millions d’années après le Big Bang, lorsque les premières étoiles et galaxies ont commencé à se former.
À l’institut de Baltimore, l’excitation monte. Dans la salle où les scientifiques préparent les calculs d’alignement des miroirs, à côté de cet écran d’ordinateur et de son incroyable éventail de galaxies, se trouve une affiche, indiquant la route vers un télescope pleinement opérationnel. Griffonné au-dessus d’une des marches : une note sur la façon de marquer le jalon de l’alignement du télescope sur sa première étoile : « Champagne ».
« Nous avons ramené les données, et quand nous avons vu à quel point c’était bon. … Vous pouvez dire que vous êtes net lorsque vous regardez une étoile, et elle fait deux pixels. Parce que si vous n’êtes pas net, cela chose est bancale », a déclaré Feinberg. « Nous pouvions rapidement dire qu’il était en pleine forme et nous avons eu un peu de fête. »
C’était un contraste frappant avec les images initiales provenant de Hubble, qui révélaient une faille critique dans le miroir qui obligeait les astronautes à effectuer des réparations en orbite. Une telle mission de réparation pour Webb, bien plus lointaine que son prédécesseur, serait hors de question.
Ensuite, les constructeurs du télescope, comme Feinberg, passeront le relais à Baltimore.
« Nous devons organiser une cérémonie de porte-clés », a plaisanté Feinberg.
Mais d’abord, les scientifiques doivent attendre que l’instrument infrarouge moyen du télescope, appelé MIRI, refroidisse à 7 Kelvin, soit environ 450 degrés en dessous de zéro Fahrenheit. Ce n’est qu’alors que les miroirs du télescope pourront obtenir leur alignement final afin que les observations astronomiques officielles puissent commencer.
Viendront d’abord les « observations de diffusion anticipée », des images et des découvertes organisées pour présenter les capacités du télescope au grand public. Ceux-ci sont attendus début juillet.
Pour l’instant, ce que le télescope capturera pour la sortie anticipée est un secret bien gardé, mais l’idée est « de mettre en évidence les belles propriétés d’imagerie du télescope, de mettre en évidence à quel point le ciel est différent dans l’infrarouge par rapport au visible, de montrer la puissance du télescope pour pouvoir voir des galaxies faibles », a déclaré Christine Chen, astronome associée à l’institut.
Cependant, les images ne passeront pas directement du télescope aux yeux avides du monde entier. Tout d’abord, le personnel de l’institut, y compris la développeuse de visuels scientifiques Alyssa Pagan, s’efforcera de transformer les images en noir et blanc de Webb en représentations riches et en couleur de l’espace lointain.
Pagan et son équipe utilisent un logiciel de retouche photo comme Photoshop pour donner vie à des images autrement ternes. La lumière à la longueur d’onde la plus courte est attribuée au bleu, les longueurs d’onde plus longues sont attribuées au vert et les longueurs d’onde les plus longues sont attribuées au rouge. Ensuite, la partie la plus subjective du processus commence, alors que les artistes s’efforcent de neutraliser le ciel afin que les objets célestes soient plus visibles, comme l’équilibrage des blancs d’une photographie.
« Il s’agit vraiment de tirer parti à la fois de l’art et de la science et d’avoir un équilibre entre les deux, ce qui rend les images très convaincantes, mais aussi informées par la science », a-t-elle déclaré.
Après les premières images publiées, les astronomes du monde entier commenceront à utiliser le télescope de plusieurs milliards de dollars pour effectuer leurs observations. La première année environ des observations est fixée, bien qu’un calendrier exact n’ait pas été déterminé, a déclaré Chen, qui est également responsable du groupe de politique scientifique pour Webb. Le groupe lance des appels à propositions à la communauté scientifique et organise un réseau d’examen par les pairs qui sélectionne les équipes d’astronomie qui auront la chance d’utiliser Webb pour répondre à leurs questions brûlantes.
La prochaine opportunité de propositions pourrait se présenter à la fin de cette année. Chen a déclaré qu’elle attendait encore plus de candidats, après que Webb ait prouvé au monde que cela fonctionnait vraiment.
De cette façon, la demande pour le télescope commencera probablement à « décroître et à prendre de l’ampleur », a-t-elle déclaré. Et beaucoup de ces astronomes visiteront l’institut de Baltimore pour avoir la chance de s’entretenir en tête-à-tête avec ses experts en instruments. Les capacités uniques de Webb sont susceptibles de susciter encore plus de raisons d’étudier les exoplanètes, les premières galaxies et plus encore, a déclaré Chen.
« Chaque fois que vous avez une nouvelle fenêtre sur l’univers, comme le JWST, vous allez apprendre tout un tas de nouvelles choses sur l’univers que vous n’aviez pas imaginées auparavant, et cela va susciter plus de questions », a-t-elle déclaré. .
Pendant ce temps, avec l’alignement final de Webb à l’horizon, des ingénieurs comme Feinberg commencent lentement à se détendre. Pour lui, au moins, des vacances en famille se profilent à l’horizon. Mais ensuite, ses yeux se tourneront vers le prochain télescope spatial révolutionnaire dans l’espoir que, cette fois, sa construction pourrait prendre moins de deux décennies.
« Honnêtement, une partie de cela est le sentiment de vouloir transmettre non seulement le télescope à l’équipe ici, mais de transmettre l’apprentissage que nous avons fait il y a 10, 15, 20 ans à l’équipage suivant », a déclaré Feinberg. « Et donc, il y a un petit sentiment de responsabilité et on ne veut pas non plus que ce soit un événement unique. »
Les Académies nationales des sciences, de l’ingénierie et de la médecine ont déjà partagé une recommandation. Le prochain grand télescope devrait être un télescope infrarouge, optique et ultraviolet – un mélange entre Hubble et Webb, en quelque sorte – mais plus grand que Hubble. L’un des objectifs serait de repérer des planètes faibles en orbite autour d’étoiles très lointaines : une chance de capturer des signatures de vie ailleurs dans l’univers.
« J’utilise l’analogie de la randonnée sur le mont Everest », a déclaré Feinberg. « Différentes équipes ont essayé différentes façons de gravir la montagne. Mais une fois qu’ils ont escaladé l’Everest et connu le sentier, cela est devenu beaucoup plus facile. »
2022 Le soleil de Baltimore.
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