Le président Joe Biden dévoile une des premières images du James Webb Space Telescope

L'amas de galaxies SMACS 0723 vu par l'instrument NIRCam (Near-Infrared Camera) du JWST : 
la première image officielle du James Webb Space Telescope présentée par la NASA 
au président américain Joe Biden le 11 juillet 2022.
Crédit image : NASA, ESA, CSA et STScI (Space Telescope Science Institute)

Fin du suspense et dernier jour sans image du JWST

C’est le 12 juillet que la NASA devait dévoiler les premières images du James Webb Space Telescope obtenues à la fin des essais de validation et de calibration en orbite du JWST.

Finalement, l’impatience a été trop forte : au cours d’un briefing de la NASA organisé à la maison blanche le 11 juillet 2020, le président Joe Biden et la vice-présidente Kamala Harris ont découvert une des images du JWST.

Initialement prévu à 17:30 EDT (23:30 heure de Paris), le briefing a démarré avec plus d'une demi-heure de retard. Tous ceux qui ont résisté aux longues minutes de musique d'ascenseur tournant en boucle avant le démarrage effectif du (très court) briefing ont découvert l'image projetée sur un écran.

Il s’agit d’une image de l'amas de galaxies SMACS 0723 vu par l'instrument NIRCam (Near-Infrared Camera) du tout nouveau télescope spatial.

Deux images du briefing à la Maison Blanche au moment ou l'image de l'amas de galaxies SMACS 0723
est dévoilée au public en présence du président américain Joe Biden le 11 juillet 2022. 

Retour vers le passé

Evidemment la projection sur un écran vue par l'intermédiaire d'une caméra déçoit un peu...

Pour bien se rendre compte de la qualité de cette image, il faut aller voir le fichier en plein définition publié sur le site de la NASA juste après le briefing (publiée en tête de cet article).

Après l'introduction de Kamala Harris et l'intervention de Joe Biden, Bill Nelson, l'Administrateur de la NASA a expliqué pourquoi cette image est extraordinaire : "elle couvre une portion du ciel d'environ la taille d'un grain de sable tenu à bout de bras par quelqu'un au sol et révèle des milliers de galaxies dans un minuscule morceau de vaste univers. L'instrument du JWST fait ressortir des objets très peu lumineux dans des galaxies extrêmement éloignées".

Décryptage d'une image historique

L'image montre l'amas de galaxies SMACS 0723 tel qu'il était il y a 4,6 milliards d'années. Très massif, il agit comme une lentille gravitationnelle, grossissant des galaxies beaucoup plus éloignées derrière lui dont la lumière a mis 13 milliards d'années à parvenir jusqu'à nous. Leur lumière apparaît "tordue", déformée sous forme d'arcs gravitationnels autour de la partie centrale de l'image.

Les points les plus lumineux avec des motifs de diffraction en étoile sont... des étoiles de notre galaxie.

En fait, premier champ profond du JWST, cette image inaugurale officielle est tout simplement la vue la plus détaillée de l'univers primitif à ce jour.

Techniquement, cette image est en réalité une composition d'images différentes acquises dans plusieurs longueurs d'onde sur une durée d'un peu plus de 12 heures.

Un grain de sable, à bout de bras

C’est l’expression utilisée par Bill Nelson, l'Administrateur de la NASA, pour donner une idée du champ de vision de l’instrument NIRCam du JWST.

Grain de sable ? Est-ce que les déboires du développement du James Webb Space Telescope ou les anomalies qui auraient pu compromettre le déploiement et les travaux de validation en orbite ont inspiré le responsable de la NASA pour choisir son analogie ?

Jusqu’à présent, aucun grain de sable n’est venu gripper la belle mécanique qui vient de fournir ses premières images scientifiques. Souhaitons que cela continue très longtemps.

Mais dans un domaine où on mesure les distances en années (lumière) et les angles en minutes (d’arc), je me suis dit qu’une petite explication sur les angles serait utile.

Amis du système décimal, accrochez-vous : les sexagénaires aiment le sexagésimal.

Un tout petit grain de sable tenu à bout de bras. Quelques explications sur le champ de vision de
l’instrument NIRCam et la mesure des angles en astronomie. Infographie Gédéon.
Image de fond : NASA / ESA / CSA / STScI. JPP / université d’Arizona pour le Champ NIRCam.

Une minute, vous avez l’angle ?

La NASA précise que le champ de vision de l’instrument NIRCam est d’environ 2.2 minutes d’arc.
Une minute d’arc c’est un angle d’un degré divisé en soixante parties égales. 

Cela correspond à peu près à l’angle sous lequel on voit une pièce de deux euros (le JWST a coûté un peu plus cher) à 30 mètres ou encore un ballon de football (NDLR : en le gonflant on a une bonne représentation d’un univers en expansion) à 330 mètres de distance.

Pour la petite histoire, à l’origine, le mille marin utilisé était défini comme la longueur d'un arc de 1' (une minute d'arc) sur un grand cercle de la Terre.

NIRCAM : l'instrument principal du James Webb Space Telescope

La caméra NIRCam est l’imageur principal du JWST dans le domaine de l’infrarouge proche (entre 0,6 et 5 microns).

NIRCam est particulièrement adaptée à la détection des premières phases de formation stellaire et galactique telles que les précurseurs des amas globulaires que nous observons aujourd’hui, la morphologie et les couleurs des galaxies à très grands décalages vers le rouge (red shifts) dans le cadre de référence des longueurs d’onde visibles, la détection et l’élaboration des courbes de lumière de supernovae distantes, les relevés de matière noire via des effets de lentilles gravitationnelles, l’étude des populations stellaires dans les galaxies proches, la détection, l’imagerie et la spectroscopie de proto-étoiles, disques proto-planétaires, et exo-planètes.

NIRCam est aussi l’instrument qui sera utilisé comme analyseur de front d’onde pour permettre de contrôler l’alignement et le phasage du miroir primaire du JWST.

En savoir plus...

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• Quand les satellites ouvrent l'oeil pour la première fois : les premières images des satellites et des sondes spatiales.
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• Les premières images du JWST sur le site de la NASA.
• L'image originale en pleine résolution au format TIFF.