Bonjour Monsieur James WEBB.

GOOD MORNING Monsieur James Webb !

Il y a du courrier ? Oui Monsieur Webb, nous avons reçu des cartes postales du Grand Architecte de l’Univers. C’est magnifique depuis le temps qu’elles étaient postées, nous allons avoir enfin des nouvelles, du temps passé. Ce sont nos amis Ptolémée, Hésiode, Copernic, Galilée et le turbulent l’impatient Newton qui vont être contents.

Vous avez enfin pu voir les premières images du James Webb Space Telescope (JWST) lancé en décembre dernier. Qu’en pensez-vous ?
Olivier Berné1. C’est très émouvant ! Ces images sont extraordinaires, avec une profondeur et une finesse des détails encore jamais obtenues avec les précédents observatoires terrestres et spatiaux, comme le Hubble. Les premiers résultats montrent une sensibilité remarquable, de l’ordre de 6 à 10 fois plus importante qu’auparavant. Cela permet soit d’observer, enfin, des objets très lointains comme des galaxies primordiales, soit de mieux voir des objets plus proches de nous mais très faiblement lumineux, comme des étoiles ou planètes en formation. D’autre part, il y a beaucoup plus d’informations dans ces images qui ont une résolution élevée grâce au miroir de 6,5 mètres de diamètre du James Webb. Concrètement, en termes de détails, c’est un peu comme passer d’un tableau impressionniste au style réaliste.

Le JWST observe dans le rayonnement visible mais principalement dans l’infrarouge. Pourquoi ?
O. B. L’infrarouge correspond à des longueurs d’onde plus grandes que celles qui forment le spectre visible. Observer dans l’infrarouge permet de remonter plus loin dans le passé de l’Univers et de regarder des galaxies qui se sont formées aux premiers âges de l’Univers.

En effet, comme l’Univers est en expansion, le signal lumineux de ces premières galaxies est fortement décalé vers le rouge et sort du spectre visible. Il faut donc aller chercher leur lumière dans l’infrarouge pour comprendre la nature des premières étoiles qui ont existé dans l’Univers et la manière dont elles se sont formées juste après le Big Bang, il y a environ 13,5 milliards d’années. 

Le champ profond de galaxies lointaines que l’on voit dans cette image illustre parfaitement cette capacité du JWST. Ces longueurs d’onde permettent aussi d’observer, par exemple, des étoiles ou planètes naissantes à travers les cocons de poussière et de gaz qui les entourent.

Les scientifiques utilisent-ils ces images pour leurs recherches ?
O. B. Ces images utilisent de fausses couleurs pour les rendre esthétiques tout en donnant à voir des informations qui ne sont pas visibles normalement à l'œil nu. Les scientifiques n’utilisent pas directement ces images couleur pour travailler. Ils s’intéressent surtout aux données récoltées par chaque filtre du télescope, sur des longueurs d’onde précises pour les images ou via les données des spectrographes. Cela donne des informations sur les températures, densités et compositions chimiques des objets observés, et parfois leurs mouvements. On peut ainsi appréhender les phénomènes physiques qui s’y jouent.

Mais les agences spatiales diffusent aussi aujourd’hui des données qui vous seront précieuses. Pouvez-vous expliquer en quoi ?
O. B. Aujourd’hui, les agences diffusent ces images admirables mais aussi l’ensemble des observations qui ont été faites et des données qui ont été produites pendant la phase de tests. Ces dernières ont un intérêt scientifique important. En effet, elles vont nous permettre d’évaluer la qualité des différents instruments et de tester les algorithmes de traitement de données que nous avons préparés. Nous autres, astronomes et astrophysiciens, trépignons d’impatience à l’idée de faire enfin un peu de science avec ce télescope que nous attendons depuis plusieurs décennies !

Vos propres observations auront lieu entre le 10 septembre et le 3 octobre. Que cherchez-vous à analyser et en quoi le JWST est-il un atout pour votre projet ?
O. B. Notre équipe est coordonnée par trois responsables : Els Peeters à l’université de Western Ontario au Canada, Émilie Habart à l’Institut d’astrophysique spatiale2 et moi-même. 

Ce trio coordonne une équipe internationale d’environ 150 personnes sur 18 pays, avec une équipe resserrée d’une trentaine de chercheurs et chercheuses. Nous avons obtenu 40 heures d’observation pour étudier la nébuleuse d’Orion, un nuage de gaz et de poussières au cœur de la constellation du même nom. Les places sont chères : pour cette première vague de projets, seuls treize ont été retenus dans le monde entier, soit environ un heureux élu pour dix candidats, et nous sommes le seul programme avec une responsabilité principale de la France.

La nébuleuse d’Orion est intéressante à deux titres. D’abord, il s’agit d’une région de formation d’étoiles et de planètes au moins partiellement représentative de l'environnement dans lequel s’est formé le Système solaire. L’étudier nous permettra donc de remonter dans le temps pour mieux comprendre, par analogie, la formation du Soleil et des planètes qui l’entourent, comme la Terre.

D’autre part, les galaxies lointaines observées par le James Webb sont à une période de leur évolution pendant laquelle elles forment beaucoup d’étoiles. Leur rayonnement infrarouge est donc dominé par un signal lumineux similaire à celui que l’on reçoit de la nébuleuse d’Orion. La différence étant qu’Orion est suffisamment proche pour qu’on puisse observer différentes régions de la nébuleuse avec différents paramètres physiques (température et densité du gaz, taux de formation d’étoiles et intensité du champ de rayonnement, etc.). Notre projet est donc de fournir des modèles liant la forme du signal lumineux reçu à ces paramètres, des sortes d’étalons qui permettront d’interpréter les signaux reçus des galaxies lointaines. Cela fait presque dix ans que nous préparons ce projet, et les observations effectuées seront au cœur de nos recherches pendant plusieurs années ! ♦
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