Il y a en fait une autre bonne raison d’utiliser la lumière infrarouge pour le JWST : il est difficile d’avoir une vue dégagée sur les objets célestes lointains grâce au gaz et à la poussière qui sont les détritus des vieilles étoiles. Ceux-ci peuvent diffuser la lumière visible plus facilement que les longueurs d’onde infrarouges. Essentiellement, les capteurs infrarouges sont capables de mieux voir à travers ces nuages que les télescopes à lumière visible.
Puisque le JWST observe dans le spectre infrarouge, les scientifiques auront besoin que tout soit aussi sombre que possible autour du télescope. Cela signifie que le télescope lui-même doit être extrêmement froid pour éviter d’émettre son propre rayonnement infrarouge. C’est l’une des raisons pour lesquelles il a un pare-soleil. Il bloquera la lumière du soleil des principaux instruments afin qu’ils puissent rester froids. Cela aidera également à éliminer l’excès de lumière afin que le télescope puisse capter la lumière relativement faible des exoplanètes lorsqu’elles orbitent autour de leurs étoiles hôtes beaucoup plus brillantes. (Sinon, ce serait comme essayer de voir dans le noir pendant que quelqu’un vous braque une lampe de poche sur le visage.)
Comment le JWST regarde-t-il dans le temps ?
La lumière est une onde qui voyage très, très vite. En une seconde à peine, la lumière pourrait faire plus de sept fois le tour de la circonférence de la Terre.
Lors de la visualisation d’objets célestes, nous devons prendre en compte le temps nécessaire à la lumière pour voyager de l’objet à notre télescope ou à nos yeux. Par exemple, la lumière du système stellaire Alpha Centauri à proximité met 4,37 ans pour atteindre la Terre. Donc, si vous le voyez dans le ciel, vous regardez littéralement 4,37 ans dans le passé.
(En fait, tout ce que vous voyez est dans le passé. Vous voyez la lune environ 1,3 seconde dans le passé. Lorsqu’elle est repérée au plus près de la Terre, Mars est à trois minutes dans le passé.)
L’idée est que le JWST puisse voir plus de 13 milliards d’années dans le passé, jusqu’au point de l’évolution de l’univers lorsque les premières étoiles se sont formées. C’est tout simplement génial, si vous y réfléchissez.
Qu’est-ce qu’un point de Lagrange ?
Le télescope spatial Hubble est en orbite terrestre basse, ce qui est bien car il a été possible pour les astronautes de l’entretenir en cas de besoin. Mais le JWST va être beaucoup plus loin, au point L2 Lagrange. Mais qu’est-ce que c’est qu’un point de Lagrange ?
Considérons Hubble en orbite autour de la Terre. Pour tout objet se déplaçant dans un cercle, il doit y avoir une force centripète, ou une force le tirant vers le centre du cercle. Si vous balancez une balle sur une ficelle autour de votre tête, la force qui la tire vers le centre est la tension de la ficelle. Pour Hubble, cette force centripète est la force gravitationnelle due à son interaction avec la Terre.
À mesure qu’un objet s’éloigne de la Terre, la force de cette force gravitationnelle diminue. Ainsi, si le télescope se déplaçait sur une orbite plus élevée (un plus grand rayon circulaire), la force centripète diminuerait. Afin de rester sur une orbite circulaire, Hubble devrait mettre plus de temps à orbiter. (Nous dirions qu’il a une vitesse angulaire inférieure.)