Chris Evans, astronome : « L’observation d’autres systèmes planétaires nous apprend que la Terre se trouve dans un endroit très spécial » | Science

Le 25 décembre 2021, le télescope spatial est parti pour l’espace James Webb. Depuis un point d’observation privilégié, sur une orbite à 1,5 million de kilomètres de la Terre, protégé des rayonnements solaires et terrestres, il promet des images capables de transformer notre image de l’univers et d’interroger notre place dans celui-ci. En visite au Centre européen d’astronomie spatiale de l’Agence spatiale européenne, près de Madrid, Chris Evans (Hertford, Royaume-Uni, 47 ans), responsable de la représentation de l’ESA à l’institut qui gère le Webbrevient sur quelques-unes des découvertes de cet artefact de 10 milliards d’euros deux ans après son lancement.

De quoi est fait le cosmos ?

Il Webb capte cinq fois plus de lumière que le télescope spatial Hubble. Cela lui permet de détecter les signaux faibles provenant de planètes ou de galaxies lointaines peu après le Big Bang, mais grâce à ses capacités spectroscopiques, qui décomposent la lumière et mesurent les longueurs d’onde émises par chaque objet, il peut connaître sa composition. «Même si toutes ces jolies images sont publiées, les trois quarts des programmes d’observation sont destinés à la spectroscopie», explique Evans. Avec ces images, il a été possible de détecter, pour la première fois, du dioxyde de carbone dans l’atmosphère d’une planète extrasolaire, dans WASP 39b, et il sera possible d’analyser les effets des éruptions lancées par les naines rouges, les plus fréquentes dans l’univers, sur les atmosphères des planètes qui les entourent. C’est une étape importante pour savoir si la vie a pu se développer sur ces mondes abondants, mais soumis à une étoile hostile.

Cela vous permettra de poser des questions auparavant impossibles

“Si nous regardons des galaxies relativement proches, à environ 20 millions d’années-lumière, avec la Hubble vous pouvez observer ces magnifiques et emblématiques galaxies spirales. Vous pouvez voir la lumière des étoiles et des bras spiraux, ainsi que les couloirs de poussière, où se trouvent beaucoup de gaz et de poussières interstellaires qui obscurcissent la lumière émise par les étoiles. Hubble observe dans le domaine de l’ultraviolet, de la lumière visible et de l’infrarouge. Mais maintenant, [con el Webb]nous avons des observations avec des longueurs d’onde plus longues, et nous pouvons voir à l’intérieur de cette poussière, et nous pouvons atteindre des régions qu’auparavant, avec le Hubble, n’étaient pas accessibles. Nous voyons l’épine dorsale des galaxies, de nombreuses formations d’étoiles à l’intérieur et tout le matériel galactique. Si vous souhaitez comprendre comment se forment les étoiles et l’histoire de ces galaxies, le Hubble Cela vous donne un bon point de départ, mais il y a beaucoup de parties qui vous échappent parce qu’elles se trouvent dans ces régions sombres.

Tout s’est passé très vite après le Big Bang

Une des capacités de Webbavec sa caméra NIRCam (caméra proche infrarouge), est de réaliser des images de l’univers profond, au-delà de ce que le Hubble. Grâce à sa sensibilité et à sa longueur d’onde plus longue, il peut atteindre les galaxies qui se formaient lorsque l’univers avait moins d’un milliard d’années, soit 7 % de son âge actuel. Là, ils ont trouvé des objets étranges, comme de petits points rouges apparemment très massifs, peut-être trop massifs pour cette étape de l’univers. “Dans certaines de ces galaxies, nous constatons qu’elles contiennent des trous noirs supermassifs en leur centre, quelques centaines de millions d’années seulement après le Big Bang, et il y a beaucoup d’enthousiasme dans la communauté scientifique qui tente de comprendre comment des objets aussi massifs pourraient accumuler si vite », dit Evans.

« Nous savons que c’est quelque chose qui se produit dans les galaxies, mais le voir à un stade aussi précoce nous amène à nous demander comment un enrichissement chimique aussi rapide a pu se produire. Vous avez besoin de plusieurs générations d’étoiles très massives, brûlant leur carburant très rapidement, explosant sous forme de supernovae et libérant toute cette matière enrichie. [con nuevos elementos] être traité encore et encore jusqu’à construire la chimie que nous observons dans ces galaxies lointaines », ajoute l’astronome. Tout cela change notre façon de comprendre l’évolution des galaxies.

À la recherche de planètes habitables

Evans reconnaît que pour trouver des signes de vie sur une planète semblable à la Terre, à côté d’une étoile semblable au Soleil, « il faudra attendre une installation de nouvelle génération ». Cependant, dans les premiers travaux de Webb Avec des exoplanètes comme celles qui gravitent autour de la naine rouge Trappist-1, un système composé de sept planètes de la taille de la Terre à côté d’une étoile très différente, on a déjà vu que l’une n’avait pas d’atmosphère et une autre en avait une très fine, et l’étude de la les planètes les plus lointaines se poursuivent. Nous commençons à comprendre la diversité des mondes de l’univers et les conditions qui peuvent exister pour la vie dans des endroits très différents de notre planète. « L’observation d’autres systèmes planétaires nous apprend que la Terre se trouve dans un endroit très spécial », explique l’astronome.

« Nous avons récemment publié une étude d’un disque autour d’une étoile en formation qui se trouve dans une région de formation d’étoiles plus grande avec un grand nombre d’étoiles massives. Nous pensions que si nous avions toutes ces étoiles massives, il y aurait de puissants champs de rayonnement ultraviolet, qui disperseraient le gaz et briseraient les liaisons chimiques nécessaires à la formation des planètes. Mais cette équipe de Max Planck à Heidelberg (Allemagne) a constaté que dans l’un de ces disques, avec cet environnement, se trouvait un riche spectre de molécules, du dioxyde de carbone, du cyanure ou encore de l’eau. “C’est très excitant, car nous pensons que la plupart des étoiles se forment dans ces régions, ce qui signifie qu’il pourrait y avoir plus de systèmes planétaires rocheux que ce à quoi nous nous attendions”, explique Evans.

L’intérieur du système solaire et l’origine de l’eau sur Terre

Il existe une complémentarité entre le travail des télescopes spatiaux tels que Hubble o James Webb et des missions qui visitent d’autres planètes du système solaire. Les sondes prennent des mesures très détaillées, mais les télescopes peuvent effectuer une surveillance plus continue. Selon Evans, au sein de notre système planétaire, il a également été possible d’étudier la présence d’eau dans la ceinture de comètes au-delà de Pluton et dans la ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter. “Nous avons vu de l’eau sortir d’un astéroïde alors qu’il s’approche du Soleil. Cela semble être un petit détail, mais c’est un élément essentiel pour comprendre comment l’eau est arrivée à l’intérieur du système solaire et pourrait expliquer l’eau de nos océans. ou la chimie de la planète », souligne Evans.

Un objectif pour voir les premières étoiles

L’un des aspects mis en avant par Evans sont les images de l’univers profond que le Webb. “Nous ciblons délibérément les amas de galaxies qui, en raison de leur attraction gravitationnelle, agissent comme une grande lentille qui grossit les objets situés derrière eux”, explique Evans. “C’est ainsi que l’on voit toutes ces galaxies déformées, ce qui permet de les voir de manière agrandie et d’atteindre des objets trop faibles ou trop éloignés qu’on ne pourrait pas voir autrement”, ajoute-t-il. Cette technique permet de capter la lumière des premières étoiles nées après le Big Bang et de toutes sortes d’objets exotiques.

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