La NASA affine les instruments du télescope James Webb pour révolutionner ses observations

La semaine dernière, le télescope spatial James Webb a terminé avec succès la phase d'alignement et d'étalonnage de ses 18 miroirs et a envoyé son premier image d'une étoile lointaine.

Cette action était le premier ajustement de ses instruments pour que le télescope soit pleinement actif à partir de juin prochain. Après avoir franchi l'étape principale de l'alignement du télescope avec l'instrument NirCam, une caméra proche infrarouge, l'équipe de scientifiques qui utilise le télescope spatial commence à régler d'autres instruments clés pour voir ce qui n'a jamais été vu auparavant dans l'Univers.

Mais l'observatoire dispose encore de quatre autres instruments qu'il doit pouvoir basculer entre eux avec un alignement parfait pour obtenir des images nettes d'objets éloignés. Les travaux commenceront avec l'instrument de guidage (appelé capteur de guidage fin ou FGS), puis s'étendront aux trois autres instruments, a indiqué une communication actuelle de la NASA. Les ingénieurs de Webb s'attendent à ce que ce processus, appelé « alignement multi-instruments et multi-champs (MIMF) », prenne 6 semaines.

Webb devrait terminer sa période de démarrage vers le mois de juin, six mois après son lancement le 25 décembre, dans le cadre d'une mission ambitieuse visant à observer l'univers depuis l'espace lointain et à collecter des données sur des objets allant des exoplanètes aux galaxies.

Changement de caméra

Lorsqu'un télescope terrestre change de caméra, l'instrument est parfois retiré physiquement du télescope et un nouveau est installé pendant la journée lorsque le télescope n'est pas utilisé. Si l'autre instrument se trouve déjà dans le télescope, des mécanismes permettent de déplacer une partie de l'optique du télescope (connu sous le nom de miroir de collecte) dans le champ de vision.

« Dans les télescopes spatiaux tels que Webb, toutes les caméras voient le ciel en même temps. Pour changer un objectif d'une caméra à une autre, les astronomes orientent le télescope pour placer l'objectif dans le champ de vision de l'autre instrument. Après le MIMF, le télescope de Webb fournira une bonne mise au point et des images nettes sur tous les instruments », a expliqué Jonathan Gardner, scientifique principal adjoint pour le projet Webb au Goddard Space Flight Center de la NASA dans le Maryland.

« En outre, nous devons connaître précisément les positions relatives de tous les champs de vision. Au cours du week-end dernier, nous avons cartographié les positions des trois instruments dans le proche infrarouge par rapport au guide et mis à jour leurs positions dans le logiciel que nous avons utilisé pour pointer le télescope. À une autre étape importante de l'instrument, FGS a récemment atteint le mode de guidage fin pour la première fois, bloquant une étoile directrice en utilisant son plus haut niveau de précision. Nous avons également pris des images sombres pour mesurer la réponse du détecteur de référence lorsque la lumière ne les atteint pas, une partie importante de l'étalonnage de l'instrument », a ajouté l'expert.

L'objectif de la nouvelle gamme, selon Gardner, est de « fournir une bonne mise au point et des images nettes sur tous les instruments » tout en connaissant les positions relatives du champ de vision de chaque instrument. Le dernier instrument à être aligné sera l'instrument à infrarouge moyen (MIRI), car il attend la capacité d'un refroidisseur cryogénique à l'amener à sa température de fonctionnement de moins 448 degrés Fahrenheit (moins 267 degrés Celsius). Entrecoupées des premières observations du MIMF, les deux étages du refroidisseur seront mis en marche pour amener le MIRI à sa température de fonctionnement. Les dernières étapes du MIMF permettront d'aligner le télescope pour le MIRI.

Gardner a également expliqué comment les instruments fonctionneront ensemble pour atteindre un objectif. « Avec des expositions scientifiques parallèles, lorsque nous pointons un instrument vers une cible, nous pouvons lire un autre instrument en même temps. Les observations parallèles ne voient pas le même point dans le ciel, elles fournissent donc ce qui est essentiellement un échantillon aléatoire de l'univers. Les données parallèles permettent aux scientifiques de déterminer les propriétés statistiques des galaxies détectées », a conclu Gardner.

Si nous nous demandons si tous les instruments peuvent voir le ciel en même temps, pouvons-nous les utiliser simultanément ? La réponse est oui ! Avec des expositions scientifiques parallèles, lorsque nous pointons un instrument vers une cible, nous pouvons lire un autre instrument en même temps, selon les experts de la NASA.

Les observations parallèles ne voient pas le même point dans le ciel, elles fournissent donc ce qui est essentiellement un échantillon aléatoire de l'univers. Avec une grande quantité de données parallèles, les scientifiques peuvent déterminer les propriétés statistiques des galaxies détectées. En outre, pour les programmes qui souhaitent cartographier une grande surface, la plupart des images parallèles se chevauchent, ce qui augmente l'efficacité du précieux jeu de données de Webb.

Avec le point culminant le 11 de la phase « critique » d'étalonnage fin dans l'alignement du télescope, l'équipe a réussi à aligner complètement l'imageur principal de Webb, la caméra pour le proche infrarouge, avec les miroirs de l'observatoire.

Suite au succès de cette première phase clé, le nouvel observatoire spatial est capable de capter avec succès la lumière d'objets éloignés et de l'envoyer vers ses instruments de manière transparente, a noté la NASA, qui collabore à cette mission avec l'Agence spatiale européenne (ESA) et l'Agence spatiale canadienne. Un exemple de ceci est une image envoyée par Webb qui montre une étoile nommée 2MASS J17554042+6551277.

En février dernier, le télescope avait déjà obtenu ses premières images, de moindre qualité, et dans ce cas de HD 84406, après avoir décollé de la Terre le 25 décembre et atteint sa position finale près d'un mois plus tard. La NASA a également publié une photo d'un « selfie » du télescope montrant les 18 segments du miroir principal captant la lumière de la même étoile à l'unisson. Le plus grand observatoire des sciences spatiales du monde est encore à plusieurs mois d'être prêt, comme l'a souligné Thomas Zurbuchen, du briefing de la NASA, à pouvoir « voir l'univers comme nous ne l'avons jamais vu auparavant ».

Ce qui distingue James Webb des générations précédentes de télescopes, c'est qu'il va observer l'univers dans le spectre infrarouge, afin d'observer les premières galaxies, celles les plus proches de l'époque du Big Bang.

CONTINUEZ À LIRE :