Une nouvelle étape de franchie : l’optique du JWST fonctionne avec succès

C’est une nouvelle fabuleuse! Les étapes critiques d’alignement des miroirs, montrent que les performances optiques du JWST peuvent atteindre, voire dépasser, les objectifs scientifiques pour lesquels l’observatoire a été construit. Comme le confie Pierre-Olivier Lagage, responsable scientifique pour la France et co-Principal Investigateur de MIRI:

« Nous pouvons maintenant y croire! Il y avait deux étapes importantes dans cette aventure: le lancement et l’alignement des segments et de l’optique en général. Tout s’est merveilleusement déroulé, et nous savons maintenant que la moisson scientifique va être exceptionnelle, au-delà même de nos espérances! »

En effet, le 11 mars, la première étape de l’alignement fin des 18 segments qui composent le miroir primaire s’est terminée. C’était une étape clé pour la mise en service du télescope : chaque paramètre optique a été consciencieusement examiné et testé et l’ensemble fonctionne selon, voire au-dessus des attentes. Aucun problème critique n’a été détecté, que ce soit en matière de contamination mesurable ou d’un éventuel blocage dans le trajet optique. L’observatoire sera en mesure de recueillir avec succès la lumière des objets distants et de l’envoyer aux instruments sans aucun problème.

Bien que le but de cette image était de se concentrer sur l’étoile brillante du centre pour évaluer l’alignement du télescope, les systèmes optiques du JWST et de NIRCam sont si sensibles que l’on peut voir les galaxies et les étoiles en arrière-plan. À ce stade de l’alignement des miroirs de Webb, connu sous le nom de "phase fine", chacun des segments du miroir primaire a été ajusté pour produire une image unifiée de la même étoile en utilisant uniquement l’instrument NIRCam. Cette image de l’étoile, appelée 2MASS J17554042+6551277, utilise un filtre rouge pour optimiser le contraste visuel. Credits : NASA/STScI
Ce nouveau « selfie » a été créé à l’aide d’une lentille d’imagerie pupillaire spéciale à l’intérieur de l’instrument de NIRCam qui a été conçue pour prendre des images des segments du miroir primaire plutôt que des images du ciel. Cette configuration n’est pas utilisée pendant les opérations scientifiques et est utilisée strictement à des fins d’ingénierie et d’alignement. Dans cette image, tous les 18 segments de miroir primaire de Webb sont montrés collectant ensemble la lumière de la même étoile. Crédits : NASA/STScI

Bien que le but de cette image était de se concentrer sur l’étoile brillante du centre pour évaluer l’alignement du télescope, les systèmes optiques du JWST et de NIRCam sont si sensibles que l’on peut voir les galaxies et les étoiles en arrière-plan. À ce stade de l’alignement des miroirs de Webb, connu sous le nom de « phase fine », chacun des segments du miroir primaire a été ajusté pour produire une image unifiée de la même étoile en utilisant uniquement l’instrument NIRCam. Cette image de l’étoile, appelée 2MASS J17554042+6551277, utilise un filtre rouge pour optimiser le contraste visuel.

Credits : NASA/STScI

« Il y a plus de 20 ans, l’équipe du JWST a entrepris de construire le télescope le plus puissant que personne n’ait jamais mis dans l’espace et a élaboré une conception optique audacieuse pour atteindre des objectifs scientifiques exigeants », a déclaré Thomas Zurbuchen. administrateur associé de la Direction des missions scientifiques de la NASA à Washington. « Aujourd’hui, nous pouvons dire que cette conception était la bonne et donnera des résultats fantastiques. »

Bien que le JWST soit à quelques mois de pouvoir enfin présenter sa nouvelle vision du cosmos, atteindre cette étape signifie que l’équipe est confiante que le système optique du télescope, le premier de son genre, fonctionne le mieux possible.

« En plus de permettre l’incroyable science que le JWST réalisera, les équipes qui ont conçu, construit, testé, lancé et qui vont maintenant exploiter cet observatoire ont mis au point une nouvelle façon de construire des télescopes spatiaux. » a déclaré Lee Feinberg, Responsable principal de l’élément optique du JWST (OTE) au Centre des Vols Spatiaux Goddard de la NASA (GSFC) à Greenbelt (Maryland).

Le fait que phase de l’alignement fin du télescope soit terminée signifie aussi que l’imageur principal du JWST dans l’infrarouge proche, la caméra NIRCam, est maintenant parfaitement alignée avec les miroirs du télescope.

« Nous avons entièrement aligné et focalisé le télescope sur une étoile, et la performance dépasse les spécifications. Nous sommes enthousiasmés par ce que cela signifie pour la science « , a déclaré Ritva Keski-Kuha, responsable adjointe de l’élément optique du télescope (OTE) au Centre Goddard de la NASA Goddard. « Nous savons maintenant que nous avons construit le bon télescope. »

Ce nouveau « selfie » a été créé à l’aide d’une lentille d’imagerie pupillaire spéciale à l’intérieur de l’instrument de NIRCam qui a été conçue pour prendre des images des segments du miroir primaire plutôt que des images du ciel. Cette configuration n’est pas utilisée pendant les opérations scientifiques et est utilisée strictement à des fins d’ingénierie et d’alignement. Dans cette image, tous les 18 segments de miroir primaire de Webb sont montrés collectant ensemble la lumière de la même étoile. Crédits : NASA/STScI

Ce nouveau « selfie » a été créé à l’aide d’une lentille d’imagerie pupillaire spéciale à l’intérieur de l’instrument de NIRCam qui a été conçue pour prendre des images des segments du miroir primaire plutôt que des images du ciel. Cette configuration n’est pas utilisée pendant les opérations scientifiques et est utilisée strictement à des fins d’ingénierie et d’alignement. Dans cette image, tous les 18 segments de miroir primaire du JWST sont montrés collectant ensemble la lumière de la même étoile. La tache diffuse autour du centre du miroir correspond à cette collection..

Crédits : NASA/STScI

Au cours des six prochaines semaines, les ingénieurs procéderont aux étapes d’alignement restantes avant la préparation finale des instruments scientifiques. Il faut maintenant aligner davantage le télescope pour inclure le spectrographe proche infrarouge (NIRSpec), l’instrument qui observera dans l’infrarouge thermique (MIRI), l’imageur proche infrarouge et le spectrographe sans fente Canadien (NIRISS). Au cours de cette phase du processus, un algorithme évaluera les performances de chaque instrument, puis calculera les corrections finales nécessaires pour obtenir un télescope bien aligné sur tous les instruments scientifiques. Ensuite, l’étape finale d’alignement du JWST commencera, qui consistera à ajuster toute petite erreur de positionnement résiduelle dans les segments de miroir.

L’équipe est sur la bonne voie pour conclure tous les aspects de l’alignement du télescope optique d’ici début mai, voire avant, avant de passer pour environ deux mois, à la préparation des instruments scientifiques. Les premières images et données scientifiques en pleine résolution du JWST seront publiées cet été.

(D’après le communiqué de Presse 22-024 de la NASA en date du 16 mars 2022)