L'aube 

Décembre 1989. Astronomie, télescope. Projet. Nombreuses évolutions et difficultés, dues aux défis technologiques à affronter 

En septembre 2002, le télescope est rebaptisé James Webb Space Telescope (JWST), en l'honneur de James Webb 1906-1992, administrateur à la tête de la Nasa entre 1961 et 1968, à l'époque du programme Apollo ; James Webb a joué un rôle majeur dans la réussite de ce projet 

1989-2002, 33 ans. Développé par la Nasa et les agences spatiales européenne et canadienne, le télescope spatial James Webb est lancé le 25 décembre 2021 par une fusée Ariane 5, depuis la base de Kourou, en Guyane française 

12 juillet 2022. Le télescope fonctionne principalement dans l'infrarouge. Quatre thèmes d'observation majeurs 

L'univers lointain  

L'évolution des galaxies  

La vie et la mort des étoiles  

Les planètes et les exoplanètes 

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Image du 22 août 2022. Jupiter (géante gazeuse), cinquième planète à partir du Soleil ; ses lunes, ses anneaux 

Aux deux pôles de la planète, des aurores. Nées de la projection de matières depuis la lune Io et de leur surgissement dans l'atmosphère de Jupiter 

Août 2021. Hawaï, mont Mauna Kea. Étude menée à partir d'enregistrements du télescope américain Keck ; ces aurores fournissent de la chaleur à la planète 

Gigantesque anticyclone dans l'atmosphère, la Grande Tache Rouge aux brumes en haute altitude -caractéristique permanente ? 

Les anneaux sont faiblement lumineux. Amalthea et Adrastea, deux minuscules lunes  

 
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Paris. Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (LESIA). Thierry Fouchet, astrophysicien 

Uranus et Neptune. Les scientifiques connaissent "de façon parcellaire" ces deux lointaines voisines de la Terre  

Des cartes thermiques ont été produites, mais établies grâce aux mesures du télescope, celles à venir seront plus fiables 

Étudier l'atmosphère des planètes, réaliser des cartes de leur température et de leur composition chimique 

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Uranus (à 2 milliards de km de la Terre) et Neptune (à 4 milliards de km), planètes géantes gazeuses 

Uranus. Géante de glaces. Diamètre 50 424 km (4 fois la taille de la Terre. 15 masses terrestres). 27 lunes. Température, entre -226 et -197 °C 

Lancée en 1977 par la Nasa pour explorer le Système solaire extérieur, la sonde Voyager 2 passe près d'Uranus ; en 1986, la sonde observe la planète, à une distance de 80 000 km. Puis continue son voyage vers Neptune, la géante de glaces voisine 

-4,5 milliards d'années. Uranus s'est formé dans un nuage de gaz, de poussières et de glace 

Disque en rotation. Le Soleil, en son centre. Les particules s'agglomèrent le long des anneaux, les planètes se créent 

Après la naissance de la planète, les anneaux, à partir des débris des lunes détruites. Treize anneaux distincts -particules sombres. Inclinés à 90 degrés  

Uranus tourne autour du Soleil en 84 ans 

Jadis, une planète de la taille de la Terre percute Uranus, qui bascule sur le côté. Axe incliné à 98 degrés -les autres planètes tournent autour d'un axe vertical  

Pendant 21 ans, un quart de "l'année" d'Uranus, un pôle est éclairé par la lumière solaire, l'autre est dans l'obscurité  

Un jour sur Uranus dure 17 heures. Des parties de la planète tournent à des vitesses différentes. La haute atmosphère, en 14 heures 

Vents violents, peu de nuages, atmosphère bleue (méthane). Près des pôles, les vents soufflent dans le sens de rotation de la planète ; près de l'équateur, en sens inverse 

 
Noyau rocheux solide, recouvert d'une couche liquide dense d'eau et d'ammoniac ; pas de surface solide 

L'atmosphère est composée d'hydrogène et d'hélium. Du méthane (2%), une quantité équivalente à celle de Neptune  

La température et la pression sont croissantes vers le noyau. Dans ces conditions, le méthane se transforme ; au cœur d'Uranus et de Neptune, vents de diamants 

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Neptune, huitième planète par ordre d'éloignement au Soleil. Géante de glaces. La plus éloignée connue du Système solaire 

1989. Photo prise par la sonde Voyager 2 

Neptune ; anneaux, 14 lunes  

Fins anneaux qu'escortent les lunes -Galatée, Naïade, Thalassa, Despina, Larissa 

Aux plus hautes latitudes, jusqu'aux pôles, les nuages de glace de méthane réfléchissent la lumière du Soleil ; le reste de Neptune est plus sombre 

Liserés blancs, circulation atmosphérique ; la matière descend des hautes latitudes froides, vers l'équateur  

Lune Triton (2700 km de diamètre), corps céleste rocheux recouvert de glace d'azote. Abrite un océan ? 

Orbite rétrograde -dans le sens opposé à celui de Neptune 

Triton aurait migré depuis la ceinture de Kuiper ? Zone circulaire aplatie du Système solaire, au-delà de l'orbite de Neptune, occupée par des planètes naines, astéroïdes, comètes 

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1998. Découverte de la première planète errante OTS 44, dans la constellation du Caméléon 

LESIA, Observatoire de Paris-PSL. Anthony Boccaletti, astrophysicien, spécialiste des exoplanètes 

CNRS. Olivier Berné. Astrophysicien, responsable de projet scientifique sur le télescope  

Fin décembre 2021. Nature Astronomy. Observations du Canada France Hawaii Telescope (CFHT). Constellations du Haut Scorpion et du Serpentaire. Des "planètes errantes ou flottantes" sont identifiées dans un amas d'étoiles jeunes. A 420 années-lumière 

Plus d'une centaine de planètes géantes, gazeuses, massives 

Planètes jeunes. Leur température est relativement élevée -détectables par le télescope dans les infrarouges 

Lorsque le Système solaire a un million d'années, la configuration des planètes est différente ; des planètes disparaissent, tombent sur le Soleil. Détruites, par collision. Éjectées, par effet gravitationnel 

Dans un système stellaire, les planètes massives, proches, ont des orbites perturbées 

Éjection, la planète n'est plus liée à son étoile hôte ; dans l'espace, pendant des millions d'années, elle conserve sa vitesse et sa direction  

Une planète éjectée passe près d'un système stellaire. Par gravitation, elle est capturée captures, collisions, orbites excentriques 

Trois scénarios mènent à l'errance  

Du gaz de la nébuleuse s'effondre, crée un noyau de gaz. Ces astres suivent une évolution proche des étoiles, par « effondrement gravitationnel » du gaz 

ou naissance d'une étoile ; masse insuffisante, avortement  

 
ou effet des vents stellaires. Dans la nébuleuse, des étoiles massives. Elles émettent de puissants vents stellaires (protons, électrons, neutrons), qui arrachent l'atmosphère d'une étoile proche ; seul reste le cœur -taille d'une planète 

Le télescope va étudier les molécules contenues dans leur atmosphère -planètes ou étoiles avortées ? 

Dans la Voie Lactée, plusieurs milliards des planètes sans attache dérivent entre les étoiles ? Entre les galaxies ? 

2006. Pluton (1188 km de diamètre), la neuvième planète d'alors du Système solaire, est rétrogradée au statut de planète naine rocheuse 

Huit planètes 

Mercure, Vénus, Terre et Mars (planètes telluriques / rocheuses) 

Jupiter et Saturne (géantes gazeuses) 

Uranus et Neptune (géantes de glaces) 

... Une neuvième planète dans le Système solaire ? Son existence est suggérée par les perturbations de l'orbite de plusieurs astres, au-delà de Neptune -observations astronomiques entre 1983 et 2016. Planète naine Sedna (diamètre 1000 km). Objets de la ceinture de Kuiper  

Pas d'observation directe. La neuvième planète a été capturée, éjectée vers une orbite éloignée, tout en restant liée au Soleil ? 

A l'origine, Neptune était plus proche du Soleil qu'Uranus 

Les orbites de Jupiter et Saturne ont été modifiées 

Dans les premiers temps du Système solaire, un astre étranger a fait irruption ? 

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11 juillet 2022. Publication de la première image du télescope  

Le champ profond présente une infime partie du ciel 

Au centre, de couleur blanche, un amas supermassif de galaxies  

Les objets de couleur rouge et orange, qui apparaissent en double -crêpes ou filaments- sont des galaxies anciennes 

Lourd et dense, l'amas de galaxies blanches fait loupe, "lentille gravitationnelle", pour des objets éloignés derrière lui 

Université de l'Arizona, Tucson. Rogier Windhorst, chercheur à la Nasa. Auteur principal du projet Pearls du télescope 

Premières galaxies et lumières dans l'Univers 

2023. Seront examiné "des amas de galaxies provoquant de larges lentilles gravitationnelles" 

"Directement avec le télescope, nous espérons voir des étoiles individuelles, datant du premier milliard d'années [après le Big Bang]" 

Big Bang, l'Univers entre dans un "âge sombre" -gaz neutre, essentiellement composé d'hydrogène et d'hélium. Sans lumière 

Théorie. Ce gaz se condense dans des "puits" de matière noire. Premières étoiles et galaxies 

Université de Californie, Santa Cruz. Garth D. Illingworth, professeur 

Ces galaxies anciennes se forment 100 à 200 millions d'années après le Big Bang. Forte intensité lumineuse  

Soit, ces galaxies sont massives  

Soit, elles sont légères, avec des étoiles géantes extrêmement brillantes -100 à 1000 masses solaires. Températures extrêmes, brève durée de vie. Hypothétiques premières étoiles dites “de population III”, par rapport au classement de l'astronome américain Walter Baade, en 1944 ? Éléments légers -hydrogène et hélium  

Les étoiles se multiplient et ionisent (chargent électriquement) le gaz neutre de l'Univers. "Réionisation". L'Univers opaque devient "transparent". L'aube cosmique 

« Personne ne s'attendait à ce que les âges sombres se soient terminés si tôt »  

Période de l'histoire de l'Univers qui précède “l'allumage” de la première génération d'étoiles 

« L'Univers n'avait alors qu'un centième de son âge actuel ; un instant, par rapport à 13,8 milliards d'années » 

Observatoire de Paris. Françoise Combes, chercheuse. En théorie, ces nombreuses galaxies vont réioniser l'Univers  

Alpes-Maritimes, Nice. Observatoire de la Côte d'Azur. UMR J.-L. Lagrange. Nicole Nesvadba, astronome. Voir "les premières galaxies qui portent la deuxième génération d'étoiles. Pour recueillir des informations sur la première génération" 

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Rogier Windhorst, Arizona State University. Observations à venir de "disques d'accrétion". Disques de gaz et de poussières, en orbite autour d'un objet céleste -les quasars, les objets les plus lumineux de l'Univers 

2020. Françoise Combes, astrophysicienne. "Les quasars sont des galaxies. Au centre, un trou noir supermassif actif, émet une lumière mille fois plus forte que toute la galaxie réunie" 

Disque d'accrétion -la matière est entraînée vers le trou noir 

En raison de la vitesse de rotation du disque d'accrétion, des forces de frottement des gaz et de la matière dans ce disque, la température atteint 100 000 °C 

Fort rayonnement du quasar. Des jets de gaz sont propulsés 

Au cœur d'un proto-amas de jeunes galaxies, le quasar SDSS J1(...). Vu tel qu'il était il y a 11,5 milliards d'années 

En interaction avec la galaxie de ce quasar, trois galaxies tournent, partagent des courants de gaz et d'étoiles 

Dans l'Univers primordial, l'une des zones de formation de galaxies les plus denses  

Allemagne. Université de Heidelberg (ARI). Dr. Dominika Wylezalek, astronome. « Même un nœud dense de matière noire ne suffit pas à l'expliquer. Une région où fusionnent deux halos massifs de matière noire ? » 

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Futures découvertes inattendues ? Une "molécule inconnue" ? 

Spectroscopie, étude des rayonnements émis, absorbés ou diffusés par une substance 

Malgré les longues distances, grâce à leur signature lumineuse, les scientifiques identifient les molécules 

CNRS. Olivier Berné, astrophysicien. "Détecter dans l'espace une molécule que nous ne connaissons pas. Pas encore synthétisée en laboratoire, sur Terre" 

Canada. Université de Montréal. Département de physique. Björn Benneke, astrophysicien  

Constellation de la Vierge, à 700 années-lumière. Exoplanète WASP-39b (géante gazeuse chaude). En raison de sa proximité avec son étoile, la vie est proscrite ; température, 900 °C 

Dans l'atmosphère, l'oxygène est plus abondant que le carbone -WASP-39 b s'est formée loin de l'étoile centrale 

Dioxyde de carbone (CO2) dans l'atmosphère de la planète 

En quantité relativement importante, présence d'une molécule non identifiée. Pas d'hypothèse sur la composition chimique de cette molécule, ni sur son rôle dans l'atmosphère de la planète  

Dans les prochains mois des comparaisons seront effectuées ; existe-t-il une parenté avec des molécules connues ailleurs, sur Terre ou dans l'Univers ?