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Quelles sont les différences entre les télescopes Webb et Hubble?

Les télescopes Webb et Hubble sont différents, mais ils se complètent sur plusieurs points. Les missions sont réalisées en parallèle : les deux télescopes sont utilisés ensemble pour faire des découvertes.

L'histoire des deux télescopes

Qu'est-ce que le télescope Hubble?

Depuis son lancement en , le télescope spatial Hubble a eu une grande influence sur notre compréhension de l'Univers et sur l'intérêt du public pour l'astronomie. Il a permis de voir plus loin dans l'espace que jamais auparavant, de prendre des images spectaculaires de planètes et de galaxies, et de résoudre plusieurs des grands mystères de l'Univers.

La célèbre nébuleuse du Papillon, captée par le télescope spatial Hubble. (Source : NASA/HST.)

Qu'est-ce que le télescope Webb?

Le télescope spatial James Webb succède à Hubble, mais ne le remplace pas. Les missions sont réalisées en parallèle : les deux télescopes sont utilisés ensemble pour faire des découvertes. Webb poursuit la riche histoire de Hubble en aidant à voir encore plus loin aux confins du cosmos.

Les différences entre Webb et Hubble

Il existe de nombreuses différences entre ces deux télescopes. Les capacités uniques du télescope Webb lui permettent de faire des observations impossibles au télescope Hubble.

Le miroir du télescope spatial James Webb (à droite) est plus grand que celui du télescope spatial Hubble (à gauche), ce qui lui permet de capter plus de lumière et d’observer l'Univers encore plus loin. (Source : Agence spatiale européenne (ESA)/M. Kornmesser.)

Télescope spatial Hubble Télescope spatial James Webb
Taille du télescope Environ la taille d'un autobus scolaire À cause de son grand bouclier solaire, il aura la taille d'un court de tennis.
Taille du miroir principal Miroir simple de 2,4 m de diamètre Dix-huit miroirs hexagonaux donnant un diamètre total de 6,5 m
Lumière observée Ultraviolet, visible infrarouge proche Infrarouge proche et moyen
Emplacement Orbite basse terrestre, à une altitude de 547 km À 1,5 million de km de la Terre (au point de Lagrange L2)
Maintenance L'orbite basse de Hubble lui permet d'être réparé et amélioré. En , des astronautes ont fait une réparation historique du miroir de Hubble à l'aide du Canadarm, le bras robotisé canadien de la navette spatiale américaine. Le télescope Webb est trop éloigné de la Terre pour être réparé, c'est pourquoi il a subi de si nombreux tests avant le lancement.
Durée de la mission Hubble a été lancé en et sera utilisé aussi longtemps que les instruments fonctionneront. La vie utile minimale prévue du télescope Webb est de cinq ans, mais pourrait dépasser dix ans. Cela dépendra de la durée de sa réserve de carburant (nécessaire pour stabiliser Webb sur son orbite).

Les images du haut montrent le célèbre champ ultraprofond de Hubble, où se trouvent des milliers de galaxies, et le détail d'une de ces galaxies. En bas, on a les mêmes images, mais avec le niveau de détail accru qu'on s'attend d'obtenir avec le télescope Webb. (Source : Space Telescope Science Institute (STScI).)

La lumière infrarouge pour étudier l'Univers

Qu'est-ce que la lumière infrarouge?

La lumière qu'on perçoit avec les yeux est composée de plusieurs longueurs d'onde, chacune correspondant à l'une des couleurs de l'arc-en-ciel. C'est ce qu'on appelle la lumière visible. Elle est produite par des objets comme le Soleil et la lumière artificielle dans nos maisons. Toutefois, il existe plusieurs types de lumière, comme la lumière infrarouge, invisible à l'œil nu. Certains objets, comme les étoiles froides et les planètes, brillent fortement dans l'infrarouge. Si les astronomes veulent comprendre ces objets mystérieux, ils doivent étudier l'Univers dans l'infrarouge.

Les Piliers de la création dans la nébuleuse de l'Aigle, observés avec le télescope spatial Hubble dans la lumière visible (à gauche) et dans l'infrarouge (à droite). La lumière infrarouge permet aux scientifiques de pénétrer la poussière et d'observer des parties autrement invisibles de l'Univers. (Source : NASA/ESA/Hubble Heritage Team (STScI/AURA).)

Pourquoi observer dans l'infrarouge?

Alors que Hubble se concentre surtout sur la lumière visible, les quatre instruments scientifiques du télescope Webb sont conçus pour capter la lumière infrarouge en particulier. Avec le télescope Webb, on peut donc voir à travers la poussière cosmique pour étudier des objets très froids ou très éloignés.

Les avantages des observations dans l'infrarouge

Certains astres comme les planètes, les étoiles rouges et les naines brunes sont trop froids pour émettre beaucoup de lumière visible, mais sont très lumineux dans l'infrarouge.

Vu que sa longueur d'onde est plus grande que celle du spectre visible, l'infrarouge peut pénétrer plus facilement les nuages de poussière. Les astronomes peuvent ainsi scruter l'intérieur des nébuleuses et observer la formation d'étoiles et de planètes qui, autrement, nous seraient invisibles.

On observe mieux dans l'infrarouge les premières galaxies formées dans l'Univers. Puisqu'elles sont très éloignées, leur lumière, lorsqu'elle atteint le télescope Webb, a été étirée jusqu'aux longueurs d'onde de l'infrarouge par un phénomène appelé « décalage vers le rouge ».

Vous avez certainement déjà remarqué le changement dans le son de la sirène d'une ambulance qui vous dépasse. Le son est plus aigu quand l'ambulance se rapproche et plus grave quand elle s'éloigne. C'est l'« effet Doppler » : les ondes sonores produites par un objet qui se rapproche sont comprimées, alors qu'elles sont étirées quand l'objet s'éloigne. Ce phénomène s'applique aussi à la lumière.

Puisque toutes les galaxies s'éloignent de nous à cause de l'expansion de l'Univers, la longueur d'onde de la lumière qu'elles produisent s'allonge et la lumière semble plus rouge qu'elle l'est en réalité. On appelle ce phénomène « décalage vers le rouge ».

Décalage vers le rouge de la lumière de galaxies lointaines – infographie

À mesure que la lumière traverse l'Univers en expansion, la longueur d'onde s'allonge et la lumière semble plus rouge qu'elle l'est en réalité. C'est ce qu'on appelle le « décalage vers le rouge ». (Sources : STScI, Agence spatiale canadienne.)

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