David Elbaz, la course aux galaxies les plus lointaines avec le télescope James Webb

David Elbaz, la course aux galaxies les plus lointaines avec le télescope James Webb:La première image en champ profond du télescope James Webb © NASA / ESA / CSA / Webb Depuis le mois de juillet et la publication des premiers clichés scientifiques du télescope James Webb, les laboratoires du monde entier se livrent une course à la fois silencieuse et médiatique. Astrophysique et poétique aussi… La quête des premières galaxies, qui sont les plus lointaines. Allons interroger directement les chercheurs pour le savoir ! Au cœur des champs profonds Ce sont des images qui, sans grande surprise, font rêver. Les centaines, les milliers de galaxies visibles sur les photographies des champs profonds de Hubble ou du télescope James Webb nous en mettent plein les yeux. Mais il ne faudrait pas oublier que devant leur poésie manifeste, il y a de la science, et que cette science, appelée à évoluer à toute vitesse grâce aux nouveaux instruments à la disposition des astrophysiciens, fait l’objet de convoitises. Entre course à la publication et découvertes des galaxies les plus lointaines (et donc les plus anciennes), nous avons échangé avec l'astrophysicien David Elbaz. Hubble Ultra Deep Field © NASA/ESA/HST Pour commencer, pouvez-vous expliquer quel est votre rôle avec les données du télescope James Webb, et à quoi vous vous consacrez ?Le Hubble Ultra Deep Field, l'une des références avant l'arrivée du JWST © NASA / ESA / HST Pour commencer, pouvez-vous expliquer quel est votre rôle avec les données du télescope James Webb, et à quoi vous vous consacrez ? avid Elbaz : Nous tentons d’observer et d’étudier les galaxies les plus anciennes de l’Univers. Mais avant d’y revenir en détail, j’aimerais bien expliquer comment nous obtenons les images avec lesquelles on travaille actuellement. Il faut connaître le fonctionnement particulier de la communauté qui gravite autour de l’étude du « Deep Field », les images les plus profondes de notre Univers. Il y a pour l’exploitation du télescope James Webb trois grandes familles d’observation, trois façons par lesquelles on peut obtenir des images. La première, c’est grâce aux créneaux réservés à ceux qui ont construit ou financé les instruments scientifiques, avec un temps garanti. Au CEA, nous avons la chance d’avoir participé à l’instrument MIRI, mais l’essentiel des observations que nous avons choisies gravite autour des exoplanètes. Ensuite, il y a les propositions de recherche en fonction des objectifs scientifiques principaux, et enfin, les images publiées en « early access » par les agences responsables du télescope. Mais il faut savoir que nous avons une chance inouïe pour les champs profonds. Depuis Bob Williams en 1995 avec le premier « Deep Field » de Hubble, il y a une tradition qui consiste à donner l’accès public à tous les observatoires et laboratoires de recherche. Ainsi, dès que le James Webb observe les confins de l’Univers, nous obtenons les données dans la foulée, ce qui est assez unique. Pour le premier champ profond du JWST, deux jours après le discours de Joe Biden, nos recherches avaient déjà commencé ! C’est une philosophie qui me tient beaucoup à cœur, et que je tenais à expliquer pour y avoir également participé avec d’autres missions et télescopes comme Herschel ou ALMA. Herschel deep field galaxies © ESA/SPIRE/Hermes Herschel deep field galaxies © ESA/SPIRE/Hermes © Fournis par Clubic Chaque point de cette image du télescope Herschel est une galaxie © ESA / SPIRE / Hermes Pour revenir sur nos travaux, nous tentons comme plusieurs autres groupes autour du monde de répondre à trois quêtes, trois périodes ou questions fondamentales. La première est évidemment de savoir ce qu'il s’est passé à l’aube de l’Univers. La deuxième est de comprendre l’apparition de la première grande vague d’étoiles, et la réionisation. Et la dernière concerne les galaxies et leur naissance. Le James Webb va particulièrement nous permettre de confronter nos théories sur les premières galaxies avec les observations, et c’est ce qui rend le domaine aussi excitant aujourd’hui. Spectroscopie ou analyse couleur ? Dès la toute première série de clichés du télescope Webb avec le « First Deep Field », les agences ont mis en avant les capacités du JWST à détecter des galaxies lointaines. Pouvez-vous rappeler comment cela fonctionne ? C’est finalement un domaine qui est encore très jeune. La technique originelle consiste à utiliser la spectroscopie complète d’une galaxie pour donner son âge, pour analyser son décalage vers le rouge. C’est une méthode intelligente pour utiliser les mesures dont on dispose afin de, façon de parler, faire passer une image du champ profond de la 2D à la 3D. Mais la spectroscopie, bien que restant une source très fiable d’information, est chronophage. Pour obtenir un « premier jet », une représentation beaucoup plus rapide de l’âge d’une galaxie, on peut se contenter (en connaissant la source du cliché et les caractéristiques du télescope) d’étudier sa couleur. Et là, c’est un traitement particulièrement facile. On peut observer des milliers de galaxies en une seule fois : celles qui nous apparaissent les plus rouges sont les plus vieilles. Bien sûr, ensuite, il convient de vérifier cette information, et malheureusement, c’est là que certains s’arrêtent… Car c’est évidemment un peu une course à la recherche de la galaxie la plus ancienne, surtout lorsque l’on dispose d’un nouvel outil aussi performant que le James Webb.