La vue cool du télescope Webb sur la formation des étoiles et des planètes

Spectre MIRI simulé d’un disque protoplanétaire, tel qu’il pourrait apparaître dans un certain nombre de programmes scientifiques du cycle 1. Le spectre montre de nombreuses caractéristiques qui démontrent la présence d’eau, de méthane et de nombreux autres produits chimiques. Crédit : NASA, STScI.

Le succès continu de l’alignement des optiques multi-instruments pour les instruments dans le proche infrarouge du télescope Webb de la NASA a attiré l’attention de l’équipe de mise en service sur froideur alors que nous surveillons attentivement le refroidissement de l’instrument à infrarouge moyen (MIRI) jusqu’à sa température de fonctionnement finale inférieure à 7 kelvins (-447 degrés Fahrenheit ou -266 degrés Celsius). Nous poursuivons d’autres activités pendant ce lent refroidissement, notamment la surveillance des instruments dans le proche infrarouge. Au fur et à mesure que MIRI se refroidit, d’autres composants majeurs de l’observatoire, tels que le fond de panier et les miroirs, continuent également de se refroidir et approchent de leurs températures de fonctionnement.

La semaine dernière, l’équipe Webb a effectué une mise à feu du propulseur de maintien en position pour maintenir la position de Webb en orbite autour du deuxième point de Lagrange. C’était la deuxième brûlure depuis l’arrivée de Webb sur son orbite finale en janvier; ces brûlures se poursuivront périodiquement tout au long de la durée de vie de la mission.

Au cours des dernières semaines, nous avons fait partie de la science de partage anticipée de Webb, en commençant par l’étude des premières étoiles et galaxies de l’univers primitif. Aujourd’hui, nous verrons comment Webb observera dans notre propre galaxie de la Voie lactée les endroits où se forment les étoiles et les planètes. Klaus Pontoppidan, scientifique du projet Space Telescope Science Institute pour Webb, partage les frais science prévue pour la formation d’étoiles et de planètes avec Webb :

“Au cours de la première année d’opérations scientifiques, nous nous attendons à ce que Webb écrive des chapitres entièrement nouveaux dans l’histoire de nos origines – la formation des étoiles et des planètes. C’est l’étude de la formation des étoiles et des planètes avec Webb qui nous permet de relier les observations de maturité exoplanètes à leurs environnements de naissance, et notre système solaire à ses propres origines.Les capacités infrarouges de Webb sont idéales pour révéler comment les étoiles et les planètes se forment pour trois raisons : la lumière infrarouge est excellente pour voir à travers la poussière obscurcissante, elle capte les signatures thermiques des jeunes étoiles et des planètes, et il révèle la présence de composés chimiques importants, tels que l’eau et la chimie organique », a déclaré Klaus Pontoppidan, scientifique du projet Webb, Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland.

“Regardons chaque raison plus en détail. Nous entendons souvent dire que la lumière infrarouge traverse la poussière obscurcissante, révélant des étoiles et des planètes nouveau-nées qui sont encore intégrées dans leurs nuages ​​parentaux. En fait, la lumière infrarouge moyenne, telle que vue par MIRI, peut traversent des nuages ​​20 fois plus épais que la lumière visible. Parce que les jeunes étoiles se forment rapidement (selon les normes cosmiques, de toute façon) – en aussi peu que quelques 100 000 ans – leurs nuages ​​natals n’ont pas eu le temps de se disperser, cachant ce qui se passe dans ce La sensibilité infrarouge de Webb nous permet de comprendre ce qui se passe à ces toutes premières étapes, alors que le gaz et la poussière s’effondrent activement pour former de nouvelles étoiles.

“La deuxième raison a à voir avec les jeunes étoiles et les planètes géantes elles-mêmes. Les deux commencent leur vie en tant que grandes structures gonflées qui se contractent avec le temps. Alors que les jeunes étoiles ont tendance à devenir plus chaudes à mesure qu’elles mûrissent et que les planètes géantes se refroidissent, les deux émettent généralement plus lumière dans l’infrarouge qu’aux longueurs d’onde visibles. Cela signifie que Webb est excellent pour détecter de nouvelles jeunes étoiles et planètes et peut nous aider à comprendre la physique de leur première évolution. Les observatoires infrarouges précédents, comme le télescope spatial Spitzer, utilisaient des techniques similaires pour le plus proche amas de formation d’étoiles, mais Webb découvrira de nouvelles jeunes étoiles à travers la galaxie, les Nuages ​​de Magellan et au-delà.

“Enfin, la gamme infrarouge (parfois appelée “région d’empreintes moléculaires”) est idéale pour identifier la présence d’une gamme de produits chimiques, en particulier l’eau et divers composés organiques. Les quatre instruments scientifiques de Webb peuvent détecter diverses molécules importantes à l’aide de leurs modes spectroscopiques. Ils sont particulièrement sensibles aux glaces moléculaires présentes dans les nuages ​​moléculaires froids avant la formation des étoiles, et NIRCam et NIRSpec vont, pour la première fois, cartographier de manière exhaustive la distribution spatiale des glaces pour nous aider à comprendre leur chimie à proximité de nombreuses étoiles jeunes où rocheuses, planètes potentiellement habitables peuvent se former. Ces observations seront sensibles à la plupart des molécules en vrac et nous permettront de développer un recensement chimique aux premiers stades de la formation des planètes. Il n’est pas surprenant qu’un nombre important des premières recherches scientifiques de Webb visent à mesurer comment les systèmes planétaires construisent les molécules qui peuvent être importantes pour l’émergence ence de la vie telle que nous la connaissons.

“Nous garderons un œil attentif sur MIRI pendant qu’il se refroidit. En tant que seul instrument à infrarouge moyen sur Webb, MIRI sera particulièrement important pour comprendre les origines des étoiles et des planètes.”

Le télescope spatial James Webb est le télescope scientifique spatial le plus grand, le plus puissant et le plus complexe au monde jamais construit.


Vidéo : Science avec Webb : le cosmos proche


Fourni par le Goddard Space Flight Center de la NASA

Citation: Vue cool du télescope Webb sur la formation des étoiles et des planètes (7 avril 2022) récupéré le 8 avril 2022 sur https://phys.org/news/2022-04-webb-telescope-cool-view-stars.html

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