Le nouveau télescope spatial James Webb de la NASA vient d'obtenir ses premières cibles scientifiques

JWST

Le télescope spatial James Webb disposera d'un large éventail de capacités d'observation. (Crédit image : A. Feild (STScl)/NASA/ESA)



L'observatoire spatial à grande échelle de nouvelle génération de la NASA, le télescope spatial James Webb, devrait entraîner ses yeux sur le cosmos en 2019. Cette semaine, les organisateurs ont révélé certains des premiers objets cosmiques que le télescope étudiera.



Le Space Telescope Science Institute (STScI), qui gère le programme Webb, a annoncé lundi 13 novembre qu'il avait sélectionné 13 propositions pour la première série d'observations scientifiques. Les programmes démontreront les capacités étendues du télescope Webb ; les programmes sélectionnés comprennent des observations de Jupiter, des études de planètes extraterrestres éloignées, un examen de galaxies extrêmement éloignées et d'autres tâches cosmiques.

'Je suis ravi de voir la liste des cibles les plus fascinantes des astronomes pour le télescope Webb, et extrêmement impatient de voir les résultats', a déclaré John C. Mather, scientifique principal du projet Webb et astrophysicien principal au Goddard Space Flight Center de la NASA, a déclaré dans un déclaration de la NASA . « Nous nous attendons à être surpris par ce que nous trouvons. » [ Comment fonctionne le télescope spatial James Webb de la NASA (infographie) ]



Nasa

Le télescope spatial James Webb de la NASA est un observatoire spatial de 8,8 milliards de dollars construit pour observer l'univers infrarouge comme jamais auparavant. Découvrez comment fonctionne le télescope spatial James Webb de la NASA dans cette infographie demokratija.eu(Crédit image : Karl Tate, artiste infographique de demokratija.eu)

Les 13 programmes scientifiques font partie de ce que l'on appelle le programme scientifique discrétionnaire du directeur du JWST (DD-ERS). Les données de ces campagnes d'observation seront immédiatement communiquées à la communauté scientifique 'afin qu'elle ait la possibilité d'analyser les données et de planifier des observations de suivi', selon le communiqué de la NASA.



Les 13 programmes seront menés au cours des cinq premiers mois des opérations scientifiques de Webb; le télescope a une durée de vie scientifique minimale de cinq ans.

'Nous voulons que la communauté de la recherche soit aussi scientifiquement productive que possible, le plus tôt possible, c'est pourquoi je suis si heureux de pouvoir consacrer près de 500 heures du temps discrétionnaire du directeur à ces observations ERS', Ken Sembach, directeur de STScI , a déclaré dans le communiqué.

Les 13 programmes 'représentent la participation de 253 chercheurs de 18 pays, 22 États américains et 106 institutions uniques … Il y a 449 collaborateurs scientifiques supplémentaires impliqués dans les programmes', selon le communiqué.



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L'un des premiers programmes scientifiques de JWST se concentrera sur la planète Jupiter.(Crédit image : A. Simo / NASA / ESA)

Programmes scientifiques

L'une des propositions scientifiques acceptées concentrera les instruments de Webb sur Jupiter. Les observations 'caractériseront les couches nuageuses, les vents, la composition, l'activité aurorale et la structure de température de Jupiter', selon la proposition. Les observations pourraient également produire des cartes de l'atmosphère et de la surface de deux des lunes de Jupiter, Io et Ganymède. De plus, ils pourraient rechercher des panaches sur ces satellites comme ceux observés sur la lune de Jupiter Europa.

«Notre programme démontrera ainsi les capacités des instruments de JWST sur l'une des sources les plus grandes et les plus brillantes du système solaire et sur des cibles très faibles à côté», selon la proposition.

Deux des propositions acceptées entraîneront l'instrument de Webb sur des planètes d'autres systèmes solaires. L'une de ces propositions tirera parti de la capacité de Webb à imager directement les exoplanètes - quelque chose que très peu de télescopes ont résolution suffisamment élevée pour atteindre . Un autre proposition acceptée vise à développer la capacité des scientifiques à utiliser Webb pour étudier l'atmosphère des exoplanètes. Cela se fait en regardant la planète transiter devant son étoile mère, puis en capturant la lumière des étoiles qui traverse l'atmosphère de la planète. Cette lumière capte des informations sur la composition chimique de ces gaz.

'JWST offre l'opportunité de transformer notre compréhension des planètes et des origines de la vie en révélant les compositions atmosphériques, les structures et la dynamique des exoplanètes en transit avec des détails sans précédent', selon La proposition . 'Cependant, les observations de séries chronologiques de haute précision requises pour de telles enquêtes présentent des défis techniques uniques, et notre expérience antérieure avec HST, Spitzer et Kepler indique qu'il y aura une courbe d'apprentissage abrupte lorsque JWST deviendra opérationnel.'

Le télescope spatial James Webb aidera les scientifiques à étudier l

Le télescope spatial James Webb aidera les scientifiques à étudier l'atmosphère des planètes géantes, comme le montre cette illustration d'artistes.(Crédit image : MPIA)

Un représentant de STScI a déclaré que les organisateurs n'avaient pas encore confirmé sur quelles exoplanètes Webb se concentrerait pour ces études, car la date exacte de lancement de Webb n'a pas été déterminée (elle est actuellement fixée au printemps 2019). Un changement dans le calendrier de lancement modifierait par la suite la partie du ciel que Webb observera au cours de ses cinq premiers mois. Mais dans un premier temps, l'étude des atmosphères des exoplanètes impliquera de grandes planètes gazeuses comme Jupiter, car ce sont des 'cibles plus faciles sur lesquelles appliquer cette technique', selon la NASA.

« Les résultats aideront à orienter les stratégies d'observation pour les super-Terres plus petites, principalement rocheuses et plus semblables à la Terre, où la composition atmosphérique peut donner des indices d'un l'habitabilité potentielle de la planète ', ont déclaré des responsables dans le communiqué.

Enfin, un quatrième proposition entraînera les instruments de Webb sur des galaxies incroyablement lointaines. Pour ce projet d'observation scientifique, Webb étudiera les régions du ciel «déjà examinées par le programme Frontier Fields [du télescope spatial Hubble], telles que l'amas de galaxies MACS J0717.5+3745. Les données de Webb compléteront celles de Hubble, donnant aux astronomes de nouvelles informations sur ces cornes d'abondance de galaxies », selon le communiqué de la NASA.

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L'amas de galaxies Abell 2744, également connu sous le nom d'amas de Pandore, vu depuis le télescope spatial Hubble. Les chercheurs ont proposé d'étudier cet amas avec le télescope spatial James Webb, qui aura une résolution plus élevée et une plage de longueurs d'onde plus longue que Hubble.(Crédit image : ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), NASA, ESA, ESO et D. Coe (STScI) / J. Merten (Heidelberg / Bologne))

Les amas de galaxies sont un outil utile en astrophysique car leur masse incroyable peut courber et amplifier la lumière des objets qui se trouvent au-delà d'eux, comme le voit un observateur sur Terre. Cela signifie que les chercheurs peuvent utiliser cet effet gravitationnel (appelé lentille gravitationnelle) pour voir des galaxies extrêmement éloignées. Ces observations peuvent révéler de nouvelles informations sur la formation des premières galaxies et sur leur différence avec les galaxies modernes. Selon l'une des propositions acceptées, ces études pourraient également révéler de nouvelles informations sur l'histoire du tout premier univers, y compris l'époque de la réionisation , ou la fin des « âges sombres » dans le premier univers.

Finalement, Webb pourra repérer galaxies encore plus lointaines et des amas de galaxies que Hubble était capable de voir. Parce que l'univers est en expansion, la lumière des galaxies lointaines s'étire au fur et à mesure qu'elle se dirige vers la Terre ; cela modifie la longueur d'onde de la lumière de ces galaxies, étirant la lumière visible dans la gamme infrarouge. Webb a été conçu spécifiquement pour capturer la lumière dans cette gamme, afin de permettre aux scientifiques d'étudier ces galaxies lointaines.

'Ces programmes d'observation généreront non seulement une grande science, mais seront également une ressource unique pour démontrer les capacités d'enquête de cet observatoire extraordinaire à la communauté scientifique mondiale', a déclaré Sembach dans le communiqué.

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