- Soulagé que le lancement puis le déploiement à haut risque de ce télescope spatial se soient déroulés parfaitement?
- Didier Queloz: Oui, car des opérations d’une telle complexité suscitent forcément des inquiétudes. Mais jusqu’à présent tout se passe sans problème et c’est une énorme satisfaction. Cela dit, même si les étapes les plus délicates sont déjà passées, il faut encore attendre quelques mois avant d’être tout à fait certain que cet instrument fonctionnera comme espéré. L’espace est un environnement hostile, qui a tendance à détruire tous les instruments qui s’y trouvent.
- Quels sont les atouts inédits du James Webb par rapport aux télescopes spatiaux précédents?
- Ce qu’il faut garder d’abord à l’esprit avec ce télescope, c’est qu’il est conçu pour observer l’univers dans l’infrarouge. C’est-à-dire ce que nous appelons la “chaleur”. Cela présente des avantages énormes. Et puis la sensibilité du James Webb est beaucoup plus grande que celle de Hubble et des autres télescopes spatiaux. Parce qu’il est d’abord plus grand et capte donc plus de lumière. Mais aussi parce qu’il est optimisé, notamment avec ses miroirs recouverts d’or, un matériau idéal pour transmettre l’infrarouge aux instruments. En plus, on l’a éloigné le plus possible de la Terre, contrairement à Hubble, qui est très proche. Cet éloignement correspondant à trois fois la distance Terre-Lune permet de réduire considérablement les effets thermiques terrestres, effets qui perturbent les observations.
>> Lire aussi: Comment deux Romands ont découvert une exoplanète
- Jusqu’à présent, on ne pouvait que mesurer la taille, la masse ou encore le type d’orbite des exoplanètes. Que pourrons-nous savoir de plus sur ces cousines de la Terre grâce au James Webb?
- Comme tous les objets qui ont une température plus froide qu’une étoile émettent énormément d’infrarouge – la Terre par exemple –, le James Webb est un instrument idéal pour l’étude des planètes extrasolaires. Nous espérons donc pouvoir observer et mesurer les atmosphères de ces planètes. Certaines d’entre elles, en transit devant leur étoile, sont très intéressantes parce qu’on sait qu’elles sont d’une taille comparable à la Terre et qu’il sera possible de mettre en évidence leur atmosphère. Mais il faudra pour cela des atmosphères très différentes de l’atmosphère terrestre, qui est très mince. Il faudra des super-atmosphères de planètes-océans, des atmosphères de plusieurs centaines de km. Cela peut ressembler à de la science-fiction, de telles planètes, mais c’est pourtant tout à fait plausible. Et nous pourrons aussi observer des planètes en train de se former dans leur disque protoplanétaire.
Didier Queloz: «Nous espérons donc pouvoir observer et mesurer les atmosphères de ces planètes.»
Bernard Hallet / Cath.ch /Keysto- Vous aurez un accès direct, avec vos équipes de l’EPFZ ou de Cambridge, à cet instrument?
- Toutes les équipes scientifiques qui travaillent sur des objets d’études dans lesquels ce nouveau télescope est performant peuvent espérer avoir accès à cet instrument. Pour l’EPFZ, c’est particulier dans la mesure où cette école a participé directement à la conception de certains instruments embarqués. L’EPFZ sera donc privilégiée. Mais le temps d’observation est aussi réparti entre différentes équipes de chercheurs internationaux, suisses et européens notamment, selon un processus de compétition. Les équipes ayant un accès privilégié à certains objets d’études auront droit à du temps d’observation avec le James Webb. Par exemple notre équipe internationale qui, avec des confrères belges, a découvert le fameux système planétaire Trappist aura le droit de profiter de ce nouveau télescope. Il s’agit de planètes gravitant autour de toutes petites étoiles. Nous pensons qu’une de ces exoplanètes possède une très grande atmosphère. Nous allons enfin pouvoir vérifier si notre hypothèse est vraie.
- Peut-on déjà dire qu’il ne faut pas s’attendre à des images spectaculaires avec le James Webb et que ses observations seront surtout savourées par les scientifiques?
- Le James Webb n’est en effet pas conçu pour produire des images à haute résolution en raison du fait qu’il travaille dans l’infrarouge, c’est-à-dire des longueurs d’onde qui font perdre de la résolution vu la taille limitée du télescope. Hubble, dont les instruments détectent la lumière visible, avait, lui, permis de faire des images spectaculaires. Mais on peut quand même s’attendre à des images qui seront belles et qui fascineront le grand public, même si le choc des images de Hubble ne sera sans doute pas aussi fort.
- Sur le début de l’univers, on peut bel et bien espérer être fasciné par ce qu’on va trouver?
- Oui, car le James Webb a été initialement conçu pour ça, pour observer l’univers profond, à plus de 10 milliards d’années-lumière dans le passé. Ce n’est que dans un deuxième temps, quand nous avons prouvé l’existence de planètes gravitant autour d’autres étoiles que le Soleil, qu’on l’a adapté pour étudier aussi les exoplanètes observables qui sont, pour la plupart, distantes de quelques dizaines jusqu’à quelques milliers d’années-lumière. Mais pour son objectif initial, purement cosmologique, ce télescope devrait permettre de déterminer notamment quand les premières étoiles se sont allumées. Aujourd’hui, on n’en sait rien. Pour le savoir, il fallait pouvoir observer les premières galaxies. Mais elles sont extrêmement loin de nous, donc très peu lumineuses et ne sont visibles que dans l’infrarouge en raison de l’expansion de l’univers qui crée un décalage de la lumière vers l’infrarouge. Ce télescope devrait donc nous permettre de déterminer quand sont nées les premières étoiles, une question majeure pour comprendre la genèse de notre univers.
- Pourquoi est-ce si important de connaître en quelque sorte la date de naissance des premières étoiles?
- Cela permettra de mieux savoir comment et à quelle vitesse les premières galaxies ont évolué pour créer les ingrédients du tableau cosmologique à partir duquel la vie est devenue possible. Tout commence avec beaucoup d’hydrogène, un peu d’hélium et des bribes de lithium, pour se retrouver très rapidement, à l’échelle du temps cosmique, avec tous les éléments du fameux tableau de Mendeleïev, éléments qui ont alors permis la biochimie.
>> Lire aussi: Didier Queloz: «Avoir le Nobel, c’est d’abord une émotion énorme»
- Et pour remplir ces trous dans la connaissance de l’univers, il faut des moyens d’observation? La théorie ne suffit pas?
- Bien sûr, car la science, n’est pas faite de théorie, mais de la confrontation avec l’observation. La science a besoin de données. On peut développer la meilleure des théories, si vous n’arrivez pas à la confronter à un résultat, elle n’a pas de valeur.
- Ces deux grands mystères cosmologiques que sont la matière noire et l’énergie sombre, ce télescope permettra-t-il sinon de les élucider, du moins d’en savoir plus?
- Quand on a soudain à disposition un nouvel instrument comme ce télescope, on peut être certain qu’il nous permettra d’avoir des surprises. Mais lesquelles? Personne ne peut le dire. Il faut donc garder les yeux ouverts. La question de la matière noire est intéressante, car en observant les premières galaxies, nous pourrons savoir s’il y avait déjà autant de matière noire à l’époque que maintenant, si elle a évolué depuis ces premiers âges de l’univers. Quant à l’énergie sombre, je ne suis pas sûr que nous aurons beaucoup d’éléments nouveaux dans la mesure où il faudrait pouvoir observer des temps encore plus anciens que ceux auxquels le James Webb aura accès. Mais je serai le premier à être heureux que mon pessimisme soit contredit.
- Est-ce que la ou les surprises que nous réserve cet instrument pourront être telles qu’elles nous obligent à modifier totalement notre manière de nous inscrire mentalement dans l’univers?
- Ce qui est magnifique en science, c’est de ne jamais savoir quand arrivera la prochaine surprise. Avec Elodie, le spectrographe innovant que nous avions mis au point, nous n’imaginions pas que nous changerions l’astrophysique en prouvant l’existence de planètes hors du système solaire. Et c’est pourtant ce qui s’est produit. Quand on dispose d’une nouvelle fenêtre sur l’univers, il faut s’attendre à voir quelque chose de révolutionnaire. Voir des galaxies se former durant l’adolescence de l’univers, soit entre 300 millions d’années et 1 milliard d’années après le big bang, ce sera du jamais-vu. Est-ce que ces observations vont bouleverser nos modèles cosmologiques? Impossible de le dire. Mais l’émerveillement face à ce spectacle sans précédent sera garanti.
- Le James Webb, c’est donc bien un jouet absolument épatant?
- Notre espèce réussit, avec ce télescope, à envoyer dans l’espace un instrument d’une complexité inouïe et à le positionner trois fois plus loin que la Lune. Pour moi, c’est un exploit d’une beauté comparable aux cathédrales du Moyen Age. C’est un geste intellectuel sublime de la part d’une espèce hélas capable aussi de faire des choses épouvantables. Ce projet international a réuni les meilleurs cerveaux du monde. Il est le fruit de notre pensée et de notre curiosité. A notre époque, qui a tendance à valoriser l’irrationnel, il me semble très précieux que ce genre de projet existe et rassemble des communautés autour de questions fondamentales. Les journalistes ont à mon avis la responsabilité de faire connaître le plus largement possible ce genre de projet magnifique.