JWST successeur de Hubble, Herschel ou Spitzer ?

Le James Webb Space Telescope (JWST) est le prochain géant à être lancé dans l’espace en 2019. C’est un observatoire du rayonnement infrarouge du cosmos, des exoplanètes aux premières lumières de l’univers… Il succédera à d’autres géants : Hubble, Spitzer et Herschel.

Les observatoires et instruments de mesure de l’astronomie sont généralement classifiés en fonction du rayonnement à détecter : ondes radio, lumière visible, lumière infrarouge, rayonnements X et Gamma…pour aller du rayonnement de faible intensité à celui des hautes énergies. L’infrarouge est du côté « froid » du spectre, en deçà du rouge du domaine visible. Les photons constituant le rayonnement électromagnétique, autrement dit la lumière, apportent des informations en fonction de leur longueur d’ondes et de leur énergie. Les photons « X ou Gamma » nous donnent la position de phénomènes intenses comme l’interaction d’un trou noir avec son environnement. Les photons « infrarouges » nous aident à comprendre les phénomènes en action dans la formation des étoiles et l’assemblage des galaxies.

Flotte spatiale de l’ESA en fonction de la lumière à détecter. JWST se situe dans l’infrarouge.

La lumière infrarouge ne passe pas très bien l’écran atmosphérique de notre planète si bien qu’il est nécessaire de placer nos télescopes infrarouges en orbite dans l’espace pour s’en affranchir. C’est la vapeur d’eau qui absorbe ce rayonnement, une sorte d’effet de serre à l’envers. Le dernier géant dans l’espace fut l’observatoire spatial Herschel de l’Agence spatiale européenne (ESA). Il fonctionnait dans l’infrarouge lointain (voir post sur Spitzer sur la notion d’infrarouge).
Avant lui, Spitzer se concentrait sur l’infrarouge proche et moyen, avec une tentative à basse résolution sur l’infrarouge lointain. Son miroir primaire de 80 cm de diamètre ne lui permettait pas de voir avec suffisamment de précision le rayonnement aux grandes longueurs d’onde. Le télescope spatial Hubble, lancé en 1990, possède des détecteurs pour l’infrarouge proche, mais aucun en infrarouge moyen comme Spitzer ou en infrarouge lointain comme Herschel.

Le JWST avec un miroir primaire de 6,5 m d’envergue s’attaquera aux domaines de l’infrarouge proche et moyen, une sorte de mixte entre la résolution de Hubble ou de Herschel et la vision infrarouge de Spitzer. Le matériau utilisé pour le miroir primaire est le Béryllium comme pour le miroir de Spitzer. Sur le plan scientifique, ses objectifs englobent ceux de Hubble pour les premières lumières de l’univers, ceux de Spitzer et Herschel pour la compréhension de la physique des galaxies, et enfin dépassent Spitzer pour l’étude des exoplanètes.

Comparaisons faites, JWST sera avant tout un unique observatoire, assurant un bond dans les performances et les découvertes scientifiques à venir, en particulier sur les atmosphères des exoplanètes et dans l’infrarouge moyen avec l’instrument MIRI…

par Vincent Minier