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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 deux missions seront réalisées en parallèle et les télescopes seront 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 succédera à Hubble, mais ne le remplacera pas. Il est prévu que les deux missions seront réalisées en parallèle et que les deux télescopes seront utilisés ensemble pour faire des découvertes. Webb poursuivra la riche histoire de Hubble en aidant l'humanité à voir encore plus loin aux confins du cosmos.

Webb vs Hubble : les différences

Il existe de nombreuses différences entre ces deux télescopes. Les capacités uniques du télescope Webb lui permettront 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 permettra de capter plus de lumière et de percer plus profondément le cosmos. (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 primaire 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 Distant de 1,5 million de km de la Terre (dans un point de l'espace appelé point de 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 sera trop éloigné de la Terre pour être réparé, c'est pourquoi il a subi de si nombreux tests avant le lancement.
Durée de vie 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 l'orbite de Webb).

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).)

Utiliser l'infrarouge pour étudier l'Univers

Qu'est-ce que la lumière infrarouge?

La lumière perçue par l'œil 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, que nos yeux ne peuvent pas percevoir. Certains objets, comme les étoiles froides et les planètes, brillent fortement dans l'infrarouge. S'ils veulent comprendre ces objets mystérieux, les astronomes 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 notre Univers. (Source : NASA/ESA/Hubble Heritage Team (STScI/AURA).)

Pourquoi observer dans l'infrarouge?

Alors que Hubble se concentrait surtout sur la lumière visible, les quatre instruments scientifiques du télescope Webb ont été conçus pour capter la lumière infrarouge en particulier. Webb pourra donc voir à travers la poussière cosmique pour étudier des objets très froids ou très distants.

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 ce qu'on appelle 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 le « 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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