Un nouveau télescope qui voit grand dans l’espace

Le 30 août dernier, un nouveau télescope dénommé Nancy-Grace-Roman, en l’honneur de cette astrophysicienne états-unienne (1925-2018) de la NASA qui a joué un rôle central dans l’élaboration du télescope spatial Hubble, a été lancé dans l’espace. Cette nouvelle lunette astronomique a rejoint le télescope spatial James Webb (JWST) à 1,2 million de kilomètres de la Terre. De la même envergure que les télescopes Hubble et James Webb, le Nancy-Grace-Roman se distingue toutefois de ces deux prédécesseurs par la largeur exceptionnelle de son champ de vision.

La caméra grand angle dont est doté « le télescope Nancy-Grace-Roman permet d’observer une région de l’espace 100 fois plus large que ne le permettent les télescopes Hubble et JWST. Il est ainsi très complémentaire au JWST et à Hubble car, en prenant des images d’une immense partie de l’univers, il permet de repérer des endroits intéressants qu’ensuite Webb pourra regarder dans le détail. Hubble et Webb ne voient qu’une toute petite partie de l’Univers à la fois, mais avec énormément de détails », fait remarquer Nathalie Nguyen-Quoc Ouellette, chargée des communications pour le JWST au Canada et directrice adjointe de l’Institut Trottier de recherche sur les exoplanètes et de l’observatoire du Mont-Mégantic.

Matière sombre et énergie noire

Son très large champ de vision, qui permet de cartographier une très grande partie de l’Univers, devrait pouvoir aider à élucider le mystère de la matière sombre et de l’énergie noire qui forment environ 96 % de l’Univers, et qui « ont des effets à très grande échelle dans [celui-ci] ».

« En captant des centaines de milliers de galaxies, ce télescope permettra de voir comment celles-ci sont touchées par la présence de matière sombre », explique M^me Nguyen-Quoc Ouellette.

Son large champ de vision augmente les chances de pouvoir repérer des supernovæ (des étoiles massives en fin de vie qui explosent et émettent alors une lumière très intense), et de ce fait devrait permettre d’analyser les propriétés de l’énergie noire qui est responsable de l’expansion de l’Univers. « La brillance d’une supernova nous donne des informations sur la distance qui la sépare de nous et permet de calculer le mouvement de la galaxie [qui s’éloigne de nous en raison de l’expansion de l’Univers] dans laquelle elle se trouve », poursuit l’astrophysicienne.

Découverte d’exoplanètes

Le télescope Roman devrait également accroître substantiellement la découverte d’exoplanètes, ces planètes qui tournent autour d’étoiles autres que le Soleil. « Comme il voit beaucoup plus large, il permettra de repérer des centaines de millions d’étoiles [augmentant du coup la possibilité d’identifier des planètes semblables à la Terre]. On estime que le télescope Roman pourra détecter 100 000 nouvelles exoplanètes, alors qu’on en connaît environ 6500 en ce moment », note-t-elle.

Le télescope est équipé d’un coronographe dernier cri qui servira à masquer le disque brillant d’une étoile, comme cela se passe lors d’une éclipse solaire, et qui permettra ainsi de révéler les exoplanètes qui orbitent autour de l’étoile, mais qu’on ne voyait pas parce qu’elles étaient noyées dans la brillance de celle-ci. Le coronographe permettra aussi d’obtenir des images directes de ces exoplanètes.

Et qu’en est-il du télescope Hubble ?

Le nouveau télescope Roman est équipé d’un miroir de 1,4 m de diamètre, soit la même taille que celui du télescope Hubble, mais d’un poids cinq fois inférieur. Alors qu’il est dans l’espace depuis 36 ans, le télescope Hubble a perdu quant à lui un peu de son efficacité, notamment pour viser des endroits précis du ciel, car seul un des trois gyroscopes — qui servent au pointage et à l’orientation de l’instrument — à son bord est encore fonctionnel. « Mais les images et les données qu’il fournit sont encore de très haute qualité. Hubble demeure très performant et fait des découvertes scientifiques très importantes. Il travaille souvent en tandem avec Webb parce qu’il regarde des parties différentes du spectre électromagnétique », souligne M^me Nguyen-Quoc Ouellette.

Hubble a fait l’objet de missions ayant permis la réparation et l’ajout de nouveaux instruments au cours des 36 dernières années, ce qui a sans aucun doute contribué à ce qu’il continue de bien fonctionner, ajoute-t-elle.

L’autre difficulté qui compromet l’avenir du télescope Hubble est le fait qu’il descend lentement de son orbite. Lors de son lancement en 1990, il s’est retrouvé en orbite autour de la Terre à une altitude de 580 km. Maintenant, il est descendu à une altitude d’environ 470 km. Si sa descente se poursuit et que rien n’est fait pour le remonter, on prévoit qu’il entrera dans l’atmosphère terrestre vers 2033 et s’y désintégrera.

Cet été, une manœuvre de sauvetage a été testée sur le télescope Swift, un autre télescope de la NASA qui localise et observe les sursauts gamma. Un robot a été lancé avec pour mission d’aller remonter le télescope afin qu’il n’entre pas dans l’atmosphère, où il brûlera. « Mais malheureusement, la mission n’a pas fonctionné. Le robot a eu des problèmes techniques. On continue néanmoins d’étudier ce robot pour apprendre à réaliser ce genre de mission de sauvetage, potentiellement sur Hubble », affirme l’astrophysicienne.

Même si les télescopes Nancy-Grace-Roman et James Webb ne sont pas en orbite basse autour de la Terre, comme l’est Hubble, mais plutôt en orbite autour du point de Lagrange L2, à 1,5 million de kilomètres de la Terre, ils ont aussi tendance à descendre de leur orbite. Ils doivent donc périodiquement utiliser un peu de leur carburant pour remonter. « Comme leur lancement s’est très très passé, ils ont pu faire une grande économie de carburant qui rallongera leur durée de vie d’une vingtaine d’années. Ni Webb ni Roman n’ont été conçus pour être réalimentés en carburant, mais des administrateurs de la NASA et de compagnies privées avancent que tout est possible ! » souligne-t-elle.