Comment le télescope spatial James Webb a changé l’astronomie au cours de sa première année

À l’approche de Noël l’année dernière, les astronomes et les passionnés de l’espace du monde entier se sont réunis pour assister au lancement très attendu du télescope spatial James Webb. Bien qu’il s’agisse d’une pièce d’ingénierie remarquable, le télescope n’a pas été sans controverses, qu’il s’agisse de dépassement de budget, de retard sur le calendrier ou du nom d’un ancien administrateur de la NASA accusé de crimes. Homophobie.

Malgré la controverse entourant le nom et la date du télescope, une chose est devenue très claire cette année : la capacité scientifique du JWST est remarquable. Ses opérations scientifiques ont commencé en juillet 2022 et ont déjà permis aux astronomes d’acquérir de nouvelles perspectives et de percer des mystères sur un large éventail de sujets spatiaux.

L’objectif le plus immédiat du JWST est l’un des projets les plus ambitieux de l’histoire moderne de l’astronomie : revisiter certaines des toutes premières galaxies, qui se sont formées lorsque l’univers était complètement nouveau.

Parce que la lumière prend du temps pour voyager de sa source à nous ici sur Terre, en regardant des galaxies extrêmement éloignées, les astronomes peuvent, en fait, remonter dans le temps pour voir les plus anciennes galaxies qui se sont formées il y a plus de 13 milliards d’années.

Même s’il était là Une certaine controverse Les astronomes ont débattu de la précision de certaines des premières détections des premières galaxies – l’instrument JWST n’était pas entièrement calibré, il y avait donc une marge de manœuvre sur l’âge exact des galaxies les plus éloignées – des découvertes récentes ont soutenu l’idée que le JWST avait détecté des galaxies de les 350 premiers millions d’années après le Big Bang.

Cela en fait les plus anciennes galaxies jamais observées, et elles ont eu quelques surprises, comme être beaucoup plus brillantes que prévu. Cela signifie qu’il y a plus à apprendre sur la façon dont les galaxies se sont formées dans l’univers primitif.

Ces premières galaxies sont identifiées à l’aide d’enquêtes et Photos en champ profond, qui utilise Webb pour observer de grandes étendues de ciel qui peuvent sembler vides à première vue. Ces régions ne contiennent pas d’objets brillants comme les planètes du système solaire et sont situées loin du centre de notre galaxie, ce qui permet aux astronomes de chercher au plus profond de l’espace pour découvrir ces objets extrêmement lointains.

JWST a pu détecter pour la première fois du dioxyde de carbone dans l’atmosphère d’une exoplanète et a récemment détecté une multitude d’autres composés dans l’atmosphère de WASP-39b, notamment de la vapeur d’eau et du dioxyde de soufre. Non seulement cela signifie que les scientifiques peuvent voir la composition de l’atmosphère de la planète, mais ils peuvent également voir comment l’atmosphère interagit avec la lumière de l’étoile hôte de la planète, car le dioxyde de soufre est créé par des réactions chimiques avec la lumière.

Connaître les atmosphères des exoplanètes est crucial si nous voulons trouver des planètes semblables à la Terre et rechercher la vie. Les instruments de la génération précédente pourraient identifier les exoplanètes et fournir des informations de base telles que leur masse ou leur diamètre et la distance à laquelle elles orbitent autour de leur étoile. Mais pour comprendre à quoi cela ressemblerait sur l’une de ces planètes, nous devons connaître son atmosphère. En utilisant les données du JWST, les astronomes pourront rechercher des planètes habitables bien au-delà de notre système solaire.

Ce ne sont pas seulement les planètes lointaines qui ont retenu l’attention du JWST. Plus près de chez nous, JWST a été utilisé pour étudier les planètes de notre système solaire, y compris Neptune et Jupiter, et sera bientôt utilisé pour étudier également Uranus. En regardant dans la gamme infrarouge, le JWST a pu identifier des caractéristiques telles que les aurores boréales de Jupiter et une vue claire de la Grande Tache Rouge. De plus, la haute résolution du télescope signifie qu’il peut voir de petits objets même contre la luminosité des planètes, comme montrer les anneaux rarement vus de Jupiter. Il a également capturé l’image la plus claire des anneaux de Neptune depuis plus de 30 ans.

L’autre enquête majeure du JWST cette année était sur Mars. Mars est la planète la mieux étudiée en dehors de la Terre, ayant accueilli de nombreux rovers, orbiteurs et atterrisseurs au fil des ans. Cela signifie que les astronomes ont une assez bonne compréhension de la composition de l’atmosphère et commencent à en apprendre davantage sur son système météorologique. Mars est également difficile à étudier avec un télescope spatial sensible comme JWST car il est si brillant et si proche. Mais ces facteurs en ont fait un terrain d’essai idéal pour voir de quoi le nouveau télescope était capable.

JWST a été utilisé Caméras et appareils à spectre pour étudier Mars, montrant la composition de son atmosphère, qui correspond presque exactement au modèle attendu à partir des données actuelles, démontrant la précision des outils de JWST pour ce type d’investigation.

Un autre objectif du JWST est d’en savoir plus sur le cycle de vie des étoiles, que les astronomes comprennent actuellement à grands traits. Ils savent que les nuages ​​de poussière et de gaz forment des nœuds qui collectent plus de matière pour eux et s’effondrent pour former des protoétoiles, par exemple, mais la manière exacte dont cela se produit nécessite davantage de recherches. Ils découvrent également les régions où les étoiles se forment et pourquoi les étoiles ont tendance à se former en amas.

JWST est particulièrement utile pour étudier ce sujet car ses instruments infrarouges lui permettent de scruter à travers les nuages ​​de poussière pour voir les régions intérieures où les étoiles se forment. Les photos récentes montrent un fichier développement de protoétoiles Et vous jetez les nuages ​​et cherchez des régions où les étoiles sont denses, comme la fameuse étoile piliers de la création dans la Nébuleuse de l’Aigle. En imageant ces structures dans différentes longueurs d’ondeLes instruments de JWST peuvent voir diverses caractéristiques de formation de poussière et d’étoiles.

En parlant de piliers de la créativité, l’un des plus grands héritages de JWST dans l’esprit du public est les images époustouflantes de l’espace qu’il a prises. De l’excitation internationale lorsque les premières images du télescope ont été révélées en juillet à Nouvelles vues de monuments célèbres Comme les Colonnes, les Web Images ont été partout cette année.

Et aussi merveilleux Nébuleuse de la Carène Et le Premier champ profondD’autres photos qui valent la peine d’être interrogées dans une minute incluent les figures sculptées en étoile de La nébuleuse de la tarentulecernes poussiéreux Etoile binaire Wolf-Rayet 140Et la lueur de l’autre monde Jupiter en infrarouge.

Et les photos continuent d’arriver : la semaine dernière, une nouvelle photo a été publiée montrant un coeur rougeoyant La galaxie NGC 7469.

Voici une année pleine de découvertes étonnantes et bien d’autres à venir.