Regarder l’Univers avec le télescope James-Webb
Télescope en construction (NASA/Desiree Stover)
Télescope en construction (NASA/Desiree Stover)
Quels sont les liens avec mon programme d'études?
Learn about the James Webb telescope and Canada’s role in the mission.
L’astronomie est largement reconnue comme la science la plus ancienne. Les humains ont observé les étoiles et les planètes dans le ciel pendant des milliers d’années sans utiliser d’autres instruments que leurs yeux.
Au fil du temps, les astronomes ont inventé des instruments pour comprendre l’Univers. L’instrument utilisé par les astronomes est, bien entendu, le télescope! Savais-tu que les télescopes modernes ont changé notre façon de regarder l’espace?
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La photographie en couleur ci-dessus montre quatre grandes structures argentées en forme de cylindres.
La photographie panoramique montre un vaste paysage plat. Trois des quatre structures sont alignées l’une derrière l’autre sur le côté gauche de la photo. La quatrième structure se trouve à droite, plus loin que les trois premières. Les quatre structures sont en forme de cylindres avec un côté renfoncé et plat sur lequel on peut voir un renfoncement plus foncé. Sur les murs arrondis, on voit trois rangées de carrés foncés, encastrés dans le revêtement argenté. La base de chaque structure est en forme de cercle et comporte plusieurs colonnes épaisses. Des structures ressemblant à des voies ferrées sortent de la base. Entre les quatre structures, de grandes formes octogonales sont enfoncées dans le sol à intervalles réguliers.
Différents types de lumière, différents télescopes
Les scientifiques installent souvent les télescopes dans des endroits éloignés comme sur le sommet d’une montagne ou dans des endroits très secs comme dans un désert. Lorsqu’ils choisissent un emplacement pour un télescope, ils recherchent un environnement très sombre, très sec et très élevé. Ces conditions permettent d’obtenir les meilleures observations d’objets comme les étoiles et les galaxies.
Lorsqu’ils observent des objets dans l’espace, les astronomes regardent principalement un type de lumière appelé lumière visible. Il s’agit du type de lumière que les humains peuvent voir avec leurs yeux. Mais savais-tu qu’il y a plusieurs types de lumière invisible? Les rayons X, la lumière infrarouge et même les ondes radio sont des types de lumière invisible. Les humains doivent utiliser des instruments pour voir ces types de lumière invisible. Il ne faut cependant pas tirer comme conclusion que les objets célestes qui émettent de la lumière invisible sont des objets qui ne brillent pas. Au contraire, et c’est dans le but de voir les objets qui émettent ces types de lumière invisible que les astronomes construisent des télescopes spéciaux.
Le télescope spatial James-Webb
Des scientifiques et des ingénieurs de partout dans le monde ont construit le télescope spatial James-Webb. Ce télescope capte la lumière infrarouge. Les astronomes ont besoin de capter la lumière infrarouge pour étudier certains types d’objets célestes, comme les planètes qui se trouvent à l’intérieur et à l’extérieur de notre système solaire et les galaxies très éloignées de la Terre.
La lumière infrarouge peut également briller à travers toute la poussière cosmique présente dans l’espace. Cette poussière bloque la majeure partie de la lumière visible émise par les étoiles. Grâce au télescope infrarouge James-Webb, les astronomes peuvent voir l’univers comme jamais auparavant!
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Illustration d’un objet complexe doté d’un grand miroir doré. L’objet flotte dans l’espace.
Placé au sommet de l’objet, le miroir est un hexagone concave constitué de tuiles hexagonales dorées. La tuile centrale est manquante. Le centre du miroir est occupé par une longue structure noire qui s’étend vers l’avant. De longues perches blanches sont fixées à trois coins du miroir. Elles se rencontrent à un point situé devant le miroir, vis-à-vis la longue structure noire.
La partie inférieure de l’objet est un empilement de cinq triangles faits de tissu ou de plastique souple. Ces triangles sont maintenus en place à la base par un grand support en forme de T. À la jonction du T, il y a un cube au fond duquel se trouve un cercle recouvert d’une feuille d’argent. Un petit volet carré est visible derrière les triangles. Une lumière rose brille sur cette partie de l’objet.
La construction d’un télescope infrarouge représente un énorme défi, car l’atmosphère de la Terre bloque la lumière infrarouge. Cela signifie qu’un télescope infrarouge ne fonctionnerait pas bien s’il se trouvait sur la Terre. C’est pour cette raison qu’un télescope infrarouge comme le télescope James-Webb doit être installé dans l’espace, au-delà de l’atmosphère terrestre pour fonctionner de façon optimale!
La taille du miroir d’un télescope est également très importante. Le miroir est la partie du télescope qui capte la lumière des objets éloignés dans l’espace. Plus le miroir est grand, plus grande est la quantité de lumière captée par le télescope! Un très grand miroir permet de voir des objets plus petits, moins brillants ou plus éloignés. Le télescope James-Webb est le plus grand télescope jamais envoyé dans l’espace. Son miroir mesure 6,5 mètres de largeur. Son pare-soleil, qui le protège du Soleil, est aussi grand qu’un terrain de tennis! L’observatoire (c’est ainsi qu’est désigné parfois un télescope spatial, car l’ensemble constitue en fait un observatoire!) est tellement grand que les scientifiques ont dû le plier pour le faire entrer à l’intérieur de la fusée qui le lançait dans l’espace!
Parties du télescope James-Webb (Source : NASA).
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Diagramme en couleur indiquant le nom des parties du télescope spatial James-Webb.
Le titre, « Le télescope spatial James-Webb », est souligné dans le coin supérieur gauche de l’image. L’objet représenté dans ce diagramme ressemble beaucoup à celui qui se trouve dans l’illustration précédente.
À gauche, c’est le dessous du télescope qui est montré. La section triangulaire rose est bien visible et le miroir doré est à peine visible sur le dessus.
Juste derrière le miroir, une section conique porte la mention : « Module des instruments scientifiques : Abrite toutes les caméras et tous les instruments scientifiques du télescope ».
Le volet situé sur le côté gauche porte la mention « Volet correcteur : Aide à stabiliser le satellite ».
Sous les triangles, un long panneau gris porte la mention :« Réseau de panneaux solaires : Toujours face au Soleil, ces panneaux convertissent la lumière du Soleil en électricité pour alimenter l’observatoire en énergie ».
Un petit objet carré situé à l’extrémité du panneau porte la mention suivante : « Antenne pointée vers la Terre : Envoie des données scientifiques vers la Terre et reçoit les commandes du Réseau de l’espace lointain de la NASA ».
Au centre du support, une structure en forme de cube porte la mention : « Plateforme du satellite : Contient la plupart des mécanismes de direction et de contrôle, notamment l’ordinateur et les roues à réaction ».
Une zone sombre à côté du cube porte la mention : « Suiveurs d’étoiles : Petits télescopes qui utilisent les constellations pour diriger l’observatoire sur telle ou telle région de l’espace ».
Les triangles roses empilés portent la mention : « Pare-soleil multicouche : Cinq couches protègent l’observatoire de la lumière et de la chaleur du Soleil et de la Terre ».
Le schéma de droite montre le dessus du télescope. La structure du miroir recouvert de poussière d’or est bien visible. Cette zone est appelée « Élément optique du télescope ».
La zone recouverte de tuiles dorées porte la mention : « Miroir principal : Les 18 segments hexagonaux sont faits en béryllium (un métal) et recouverts de poussière d’or pour capter la faible lumière infrarouge ».
Une petite surface circulaire située à la rencontre des trois perches, devant et au centre du miroir, porte la mention : « Miroir secondaire : Réfléchit la lumière captée par le miroir principal dans les instruments scientifiques ».
Après de nombreuses années de travail acharné, le télescope James-Webb a été lancé le 25 décembre 2021. Il s’est envolé vers sa destination finale, à environ 1,5 million de kilomètres de la Terre. C’est quatre fois plus loin que la Lune!
Au cours du premier semestre de 2022, les scientifiques ont géré le déploiement du télescope. Ils ont mis sous tension tous ses instruments et vérifié que toutes ses parties fonctionnaient bien.
Rôle du Canada
Des scientifiques canadiens jouent un rôle dans cette passionnante mission. Le Canada a fourni un instrument scientifique et une caméra de guidage.
Quatre instruments scientifiques sont à bord du télescope James-Webb. Le Canada a fourni l'instrument NIRISS. Cet instrument peut à la fois prendre des photos et étudier la lumière décomposée d’objets situés dans l’espace.
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Photo en couleur montrant une planète au premier plan et une étoile au loin.
Une portion en forme de croissant de la planète est éclairée par son étoile. La planète apparaît violette avec des tourbillons blancs. Sa surface est floue, comme enveloppée de brouillard, et elle est éclairée d’une lumière or pâle.
Au loin, à gauche de la planète, l’étoile de la planète brille d’un blanc éclatant. L’espace environnant est noir et criblé de petits points lumineux qui sont des étoiles.
En plus de l’instrument NIRISS, le Canada a aussi fourni une caméra de guidage pour le télescope. Cette caméra agit comme l’œil du télescope pour l’aider à trouver une cible et à maintenir sa position sur cette cible. Puisque le Canada a fourni ces outils, les astronomes canadiens sont parmi les premiers à utiliser le télescope!
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Photographie en couleur montrant deux personnes en train d’étirer une membrane en plastique transparent au-dessus d’une machine complexe de couleur dorée.
Quatre personnes sont debout autour de la machine, dans une vaste salle aux murs blancs. Elles portent des combinaisons blanches à capuchon, des masques blancs et des gants bleus. La machine semble reposer sur une plaque tournante. Elle est faite d’une série de cubes, de boîtes et d’un hexagone, tous reliés ensemble. Toutes les pièces de la machine sont constituées du même métal or pâle.
Au premier plan, deux personnes sont en train d’étirer une grande membrane en plastique transparent et souple au-dessus de la machine. À l’arrière-plan, deux autres personnes les observent.
Le meilleur est à venir!
Dès les premières semaines et les premiers mois de sa mise en service, le télescope James-Webb a pris de fantastiques images du cosmos. En aurais-tu déjà vu quelques-unes par hasard?
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Ces deux photographies en couleur montrent la même formation gazeuse à trois colonnes.
Le gaz forme trois piliers longs et minces, reliés à la base, entourés du bleu foncé de l’espace parsemé d’étoiles.
Dans l’image de gauche, les piliers sont brun foncé et apparaissent comme des ombres sur le fond d’étoiles. La texture des piliers est grumeleuse et organique. L’espace qui les entoure est opaque et on y distingue la présence de gaz bleu pâle et or. Quelques étoiles dorées et brillantes scintillent au loin.
Dans l’image de droite, les piliers sont définis plus clairement. Ils semblent rugueux comme de la pierre, dans des tons de brun et d’or. L’espace qui les entoure est lui aussi beaucoup plus lumineux. Il n’est pas opaque, mais d’un bleu intense avec beaucoup d’étoiles brillantes et un lavis en bleu plus pâle.
En comparant ces images avec celles prises par d’autres télescopes, on comprend facilement pourquoi le télescope James-Webb nous montre un tout nouveau point de vue de l’espace. Et cette fantastique mission devrait continuer à observer l’univers infrarouge pendant des années encore. Tu seras peut-être un jour l’un ou l’une des astronomes qui utiliseront les observations du télescope James-Webb!
Parlons sciences remercie Nathalie Ouellette pour son travail et sa contribution à l’élaboration de ce document d’information.
Nathalie OuelletteLe télescope James Webb est l'observatoire spatial le plus complexe et puissant jamais construit. Le Canada a fourni au télescope un instrument scientifique et un détecteur de guidage. Des scientifiques canadiens participent à cette mission scientifique passionnante qui devrait révolutionner notre compréhension de l'Univers. Le télescope Webb est le fruit d'une collaboration entre la NASA, l'Agence spatiale européenne et l'Agence spatiale canadienne.
En savoir plus
Contribution du Canada au télescope spatial James Webb
Pour en savoir plus sur la contribution du Canada à la mission et ce que les astronomes canadiens vont étudier avec le télescope James-Webb, consulte le site Web de l’Agence spatiale canadienne.
Ce que le télescope James Webb permet d'observer
Pour poursuivre l’exploration du télescope James Webb lis cet article de l'Agence spatiale du Canada sur l'utilisation exacte du télescope.
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Références
Adkins, J. (Dec 1, 2022). James Webb Space Telescope. NASA.
Goddard Space Flight Center (n.d.). James Webb Space Telescope. NASA.
Space Telescope Science Institute (n.d.). Webb Space Telescope.