Document d'information

Le Canada et le télescope spatial James Webb

Successeur désigné du télescope spatial Hubble, le télescope spatial James Webb est le télescope le plus complexe et le plus puissant jamais construit. Le télescope Webb est un projet conjoint de la NASA, de l'Agence spatiale européenne (ESA) et de l'Agence spatiale canadienne (ASC).

Lorsqu'il sera lancé en 2018, ce télescope optimisé pour les observations dans l'infrarouge deviendra le plus important observatoire spatial de la prochaine décennie, qui sera utilisé par des milliers d'astronomes à travers le monde. Le télescope Webb étudiera chacune des phases de l'histoire cosmique, dont les premières lueurs qui ont suivi le Big Bang, la formation de systèmes solaires capables d'accueillir des formes de vie sur des planètes comme la Terre et l'évolution de notre propre système solaire. Les objectifs scientifiques du télescope spatial James Webb peuvent être groupés dans quatre thèmes :

  • chercher les toutes premières étoiles et galaxies qui se sont formées;
  • tracer l'évolution des galaxies;
  • étudier la formation d'étoiles et de planètes dans l'univers aujourd'hui;
  • chercher des formes de vie dans l'univers.

Pour pouvoir observer des objets à des milliards d'années-lumière, le télescope sera assez grand pour recueillir de la lumière très faible, et assez froid pour détecter de la lumière infrarouge provenant de ces objets éloignés. Le télescope Webb sera positionné à 1,5 million de kilomètres de la Terre, au deuxième point de Lagrange (L2), une des cinq zones éloignées de la Terre où les effets de la gravité sont pratiquement annulés, ce qui permet au télescope d'orbiter un point semi-stable et de manœuvrer avec un minimum d'interférence. Cet emplacement optimal permettra de réduire les problèmes associés à la chaleur et à la lumière parasite, et rendra possible la sensibilité voulue de cet observatoire spatial hautement sophistiqué.

La contribution du Canada

L'Agence spatiale canadienne a investi environ 146 millions de dollars en 10 ans pour la conception, la construction et le soutien scientifique de la contribution du Canada au télescope Webb, soit le détecteur de guidage de précision (FGS) de l'observatoire et un des quatre instruments scientifiques du télescope : l'imageur dans le proche infrarouge et spectrographe sans fente (NIRISS). Les deux appareils ont été conçus, construits et mis à l'essai par la société COM DEV International à Ottawa et Cambridge (Ontario), avec la participation technique de l'Université de Montréal et le Conseil national de recherches du Canada, et le leadership scientifique de l'équipe FGS. La contribution de l'Agence spatiale canadienne à titre de partenaire du projet garantit aux astronomes canadiens une part du temps d'observation proportionnelle à sa participation, soit 5 %. L'instrumentation canadienne couvre 40 % de ce que le télescope va voir.

Le FGS, l'appareil de guidage, est un composant essentiel pour la réussite du télescope. Il s'agit d'une caméra qui permettra au télescope spatial Webb de déterminer sa position, de placer ses cibles célestes avec précision pour ses instruments, et de rester pointé correctement, ce qui donnera au télescope la possibilité de recueillir des images nettes et des données à l'aide d'instruments très sensibles. Le FGS doit pouvoir déceler les écarts du télescope de la taille d'une pièce de dix sous vue à 1000 km de distance, 16 fois par seconde, pour que le télescope Webb puisse continuer de fonctionner correctement. L'appareil de guidage pourra aussi suivre les cibles mobiles avec une grande précision pour l'observation d'objets à l'intérieur du système solaire. Il est assez sensible pour fonctionner n'importe où dans le ciel et il est composé de deux caméras entièrement redondantes, l'une pouvant remplacer l'autre en cas de défaillance.

L'instrument FGS présentera des capacités uniques lui permettant de trouver les objets les plus anciens et les plus éloignés dans l'histoire de l'univers en obtenant les spectres clés de tous les objets à luminosité très faible dans son champ de vision. En saisissant les images à plus haute résolution du télescope, il pourra aussi découvrir de nouvelles exoplanètes autour de jeunes étoiles proches de nous, et ce, malgré la lumière éblouissante de ces dernières. Sa puissance lui permettra de détecter la mince couche atmosphérique de petites planètes habitables ressemblant à la Terre qui passeront devant leur étoile. On pourra alors déterminer la composition chimique de ces atmosphères et y chercher de la vapeur d'eau, du dioxyde de carbone et d'autres biomarqueurs potentiels comme le méthane et l'oxygène.

L'équipe scientifique du FGS est dirigée conjointement par John Hutchings Ph. D. du Conseil national de recherches du Canada et René Doyon Ph. D., professeur de physique à l'Université de Montréal, directeur de l'observatoire du Mont-Mégantic et membre du Centre de recherche en astrophysique du Québec (CRAQ). L'équipe est composée d'astronomes de COM DEV, du Conseil national de recherches du Canada, de l'Université Saint Mary's, de l'Institut des sciences du télescope spatial (STScI), de l'École polytechnique fédérale de Zurich (ETH Zurich), de l'Université de Montréal, de l'Université de Rochester et de l'Université de Toronto.