Le télescope spatial James Webb

Héritier du célèbre télescope spatial Hubble, le télescope spatial James Webb (JWST) est le plus complexe et le plus puissant télescope jamais construit. Il est le plus important observatoire spatial de la prochaine décennie, et sera utilisé par des milliers d’astronomes à travers le monde.

Une révolution en astronomie spatiale

L’instrument canadien FGS/NIRISS du télescope spatial James Webb. (Crédit: NASA/C. Gunn)

Webb est doté d’un miroir primaire d’un diamètre de 6,5 mètres, composé de 18 panneaux hexagonaux, ce qui fait de Webb un énorme observatoire spatial. Sa masse est d’approximativement 6 500 kg et son écran solaire est de la taille d’un terrain de tennis. Afin de pouvoir le lancer dans l’espace, le télescope a dû être replié pour être installé à l’intérieur de la coiffe de la fusée Ariane 5 qui l’a lancé dans l’espace le matin du 25 décembre 2021. Le télescope s’est ensuite déplié dans l’espace, comme une fleur, pendant 14 jours en route vers sa destination finale.

Situé à 1,5 million de kilomètres de la Terre dans la noirceur et le froid glacial de l’espace, le télescope Webb découvre et étudie des objets des milliers de fois moins lumineux que ce que l’on peut détecter avec les télescopes avant lui. Contrairement au télescope spatial Hubble qui scrute l’Univers visible, Webb est optimisé pour observer la lumière infrarouge.

Quatre instruments sont disponibles à bord du télescope Webb, dont l’instrument canadien FGS/NIRISS. Cet instrument canadien « 2 en 1 » est constitué du détecteur de guidage de précision, le FGS (pour Fine Guidance Sensor), qui permettra d’orienter le télescope avec précision, et d’un instrument scientifique, l’imageur et spectrographe sans fente dans le proche infrarouge nommé NIRISS. Le FGS est muni de deux caméras identiques, essentielles à la vision du télescope Webb. Leurs images permettent au télescope de déterminer sa position, de repérer ses cibles célestes et de rester pointé de manière à pouvoir recueillir des données de grande qualité. Le FGS guide le télescope avec la précision incroyable d’un millionième de degré.

Objectifs scientifiques

Le télescope Webb peut étudier chacune des phases de l’histoire cosmique. Les objectifs scientifiques du télescope spatial James Webb peuvent être groupés en quatre thématiques principales:

les mondes extraterrestres, de notre propre Système solaire aux exoplanètes;
les galaxies à travers le temps;
le cycle de vie des étoiles, de leur naissance à leur mort;
l’Univers primordial tel qu’il était seulement 200 à 300 millions d’années après le Big bang.

Cette représentation artistique montre les capacités scientifiques du télescope spatial James Webb. Grâce à son grand miroir et à sa sensibilité dans l’infrarouge, Webb peut scruter les premières galaxies, explorer la formation des étoiles, et mesurer les propriétés physiques et chimiques d’exoplanètes. (Crédit: NASA/ESA/STScI)

Plus précisément, grâce à ses capacités uniques, l’instrument NIRISS permettra de découvrir les galaxies les plus distantes et les plus anciennes de l’histoire de l’Univers. Il percera l’éclat éblouissant des jeunes étoiles voisines pour dévoiler de nouvelles exoplanètes s’apparentant à Jupiter. Il pourra aussi détecter l’atmosphère ténue de petites planètes habitables semblables à la Terre, déterminer leur composition chimique, et y chercher de la vapeur d’eau, du dioxyde de carbone, du méthane, de l’oxygène, et d’autres biomarqueurs potentiels.

Les partenaires

L’instrument FGS/NIRISS a été conçu, construit et testé par Honeywell Canada à Ottawa et à Cambridge en Ontario. L’Université de Montréal et le Conseil national de recherches Canada (CNRC) ont apporté des contributions techniques au projet, et l’équipe des chercheurs FGS en a assuré l’orientation scientifique. La contribution du Canada garantit aux astronomes canadiens l’utilisation d’une fraction du temps d’observation du télescope.

L’équipe scientifique FGS/NIRISS était dirigée par John Hutchings du CNRC au début du projet. Elle est maintenant dirigée par René Doyon, directeur de l’iREx et professeur au département de physique à l’Université de Montréal. L’équipe est composée de scientifiques du CNRC, de l’Université Saint-Mary’s, de l’Université de Montréal, de l’Université de Toronto, de l’Université York, de l’Université Cornell, du Space Telescope Science Institute, de l’Université du Michigan, et de l’Université de Rochester.

Le télescope spatial James Webb est une collaboration internationale de la NASA, de l’Agence spatiale européenne, et de l’Agence spatiale canadienne.

Le télescope Webb et l’iREx

Une partie des chercheurs de l’iREx affiliés à l’Université de Montréal impliqués dans la mission Webb. (Crédit: A. Philibert/UdeM)

Plusieurs membres de l’iREx, mené par notre directeur René Doyon qui est aussi le chercheur principal de l’instrument canadien sur Webb, ont participé à la conception de NIRISS. Les chercheurs de l’iREx ont obtenu 207 heures de temps garanti d’observation lors des premières années des opérations de Webb, dont la majeure partie permettra d’étudier l’atmosphère d’exoplanètes par spectroscopie de transit, d’éclipse et de phase. Près de la moitié des demandes de temps canadiennes retenues pour les observations générales de la première année de Webb sont aussi menées par des chercheurs de l’iREx. Notre équipe demeure très impliquée dans le développement et le soutien d’algorithmes d’analyse de données de Webb à travers le travail des chercheurs Loïc Albert, Étienne Artigau et Neil Cook. La scientifique chargée des communications pour Webb au Canada est aussi notre directrice adjointe, Nathalie Ouellette.