Les objectifs scientifiques du télescope spatial James Webb couvrent un très large éventail de sujets et permettront l'étude de nombreuses questions ouvertes en astronomie.
Ils peuvent être divisés en quatre domaines principaux :
Autres mondes - exoplanètes :
Questions clés : Où et comment les systèmes planétaires se forment-ils et se développent-ils ?
Avec le domaine en développement rapide de la recherche sur les exoplanètes - des planètes en dehors de notre système solaire - Webb sera en mesure de contribuer à des questions clés telles que : la Terre est-elle unique ? Existe-t-il d'autres systèmes planétaires comme le nôtre ? Sommes nous seuls dans l'univers?
James Webb étudiera en détail les atmosphères d'une grande variété d'exoplanètes. Il recherchera une atmosphère semblable à la Terre et des signatures de substances clés telles que le méthane, l'eau, l'oxygène, le dioxyde de carbone et des molécules organiques complexes, dans l'espoir de trouver les éléments constitutifs de la vie.
Ce faisant, Webb complétera le futur télescope spatial de télédétection atmosphérique d'exoplanètes infrarouges (Ariel) de l'ESA, qui étudiera de quoi sont faites les exoplanètes, comment elles se sont formées et comment elles évoluent.
De plus, James Webb étudiera également les planètes extérieures de notre système solaire.
De nombreuses exoplanètes ressemblent à Neptune et Uranus, donc l'étude des planètes de notre système solaire peut fournir de nouvelles informations pour une meilleure compréhension de la formation des planètes en général.
Cycle de vie des étoiles :
Questions clés : Comment et où se forment les étoiles ? Qu'est-ce qui détermine leur taille et leur masse ? Comment les étoiles meurent-elles et comment leur mort affecte-t-elle l'environnement ?
Les étoiles transforment les éléments simples de l'univers en éléments plus lourds et, par le biais d'explosions de supernova, les répandent dans tout le cosmos. En observant dans la partie infrarouge du spectre, Webb pourra regarder à travers les coquilles de poussière des étoiles nouvellement nées. Sa sensibilité supérieure permettra également aux astronomes d'examiner directement les noyaux protostellaires faibles, les premiers stades de la naissance des étoiles.
James Webb étudiera les naines brunes, des objets sombres avec une masse intermédiaire entre les planètes et les étoiles qui ne sont pas assez massives à elles seules pour déclencher des réactions de fusion et devenir des étoiles à part entière. Webb déterminera comment et pourquoi les nuages de poussière et de gaz s'effondrent en étoiles ou deviennent des planètes géantes gazeuses ou des naines brunes.
Webb verra également les étoiles les plus massives exploser en supernovae et laisser derrière elles de nouveaux nuages de poussière et de gaz, ainsi que des métaux lourds qui enrichissent le cosmos, formant de nouvelles générations d'étoiles.
Premier Univers :
Questions clés : à quoi ressemblait l'univers primitif ? Quand les premières étoiles et galaxies sont-elles apparues ?
Pour la première fois dans l'histoire de l'humanité, nous aurons l'opportunité d'observer directement la formation des premières étoiles et galaxies. La vision infrarouge de Webb en fait une puissante machine à remonter le temps capable de regarder 13,5 milliards d'années en arrière, allant au-delà de la vue de Hubble qui nous montrait de jeunes galaxies alors qu'elles n'avaient que quelques centaines de millions d'années et étaient petites, compactes et irrégulières.
La sensibilité de Webb au rayonnement infrarouge permettra non seulement de regarder dans le passé, mais aussi d'obtenir beaucoup plus d'informations sur les étoiles et les galaxies de l'univers primitif. Alors que Hubble s'est penché sur « l'enfance » des galaxies, Webb verra leur phase « naissante ».
Les données de Webb aideront également à répondre à des questions brûlantes sur la formation et la croissance précoces des trous noirs, et sur leur impact sur la formation et l'évolution de l'univers primitif.
Premières galaxies, matière noire et énergie noire :
Questions clés : Comment les premières galaxies ont-elles évolué dans le temps ? Que pouvons-nous apprendre sur la matière noire et l'énergie noire ?
L'univers d'aujourd'hui est peuplé de galaxies - des îles cosmiques composées de centaines de milliards d'étoiles.
Leurs tailles et leurs formes varient considérablement, ce qui donne une idée de la façon dont ils se sont formés et développés. Pendant les premiers milliards d'années, l'univers était très dynamique, avec des galaxies fusionnant ou se déchirant, et des étoiles massives de courte durée explosant en supernovae.
Travaillant dans l'infrarouge, Webb pourra observer une grande partie de la lumière de ces galaxies primordiales et détecter leur naissance d'étoiles enveloppées de poussière et leurs trous noirs gourmands en matière.
Webb fera également la lumière sur la matière noire, un matériau qui remplit le cosmos mais qui n'est pas directement visible.
Ainsi, Webb complétera la future mission Euclid de l'ESA, qui cartographiera la géométrie de l'univers et est spécifiquement conçue pour étudier l'énergie noire - la force derrière l'accélération de l'expansion de l'univers, et la mystérieuse matière noire.
2022-02-06 19:46:34
Auteur: Vitalii Babkin