L'astrophysicien René Doyon a contribué en tant que chercheur principal canadien au développement des instruments canadiens sur le télescope spatial James Webb, un projet international dirigé par la NASA, en collaboration avec l’Agence spatiale européenne et l’Agence spatiale canadienne.
Photo : Radio-Canada / Martin Ouellet-Diotte
Devant les images fabuleuses du cosmos captées par le télescope James Webb, l’émerveillement de René Doyon est palpable : « Elles sont absolument époustouflantes », lance-t-il avec des étoiles dans les yeux (sans mauvais jeu de mots).
Si ces clichés qui nous parviennent du fin fond de l’Univers sont d’une précision inégalée, c’est en partie grâce à lui. Responsable scientifique de la contribution canadienne au télescope, fruit d’une collaboration entre la NASA, l’Agence spatiale européenne et l’Agence spatiale canadienne, René Doyon y a œuvré pendant deux décennies. D’abord à la mise au point d’un appareil scientifique embarqué à bord, baptisé NIRISS (pour Near InfraRed Imager and Slitless Spectrograph), puis d’une caméra de guidage, le Fine Guidance Sensor (FGS), essentielle au bon fonctionnement du télescope.
Lorsqu'on pointe le télescope, une grosse structure, ça bouge dans toutes les directions. Mais à l'intérieur, il y a un petit miroir qu'on appelle le steering mirror, qui est contrôlé par la caméra de guidage canadienne, et qui permet de le basculer en temps réel 16 fois par seconde pour s'assurer que les images sont vraiment bien, bien fines
, explique le lauréat, professeur d’astrophysique à l’Université de Montréal.
Des ingénieurs de l'ASC installent une enveloppe protectrice sur le FGS et le NIRISS au centre spatial Goddard de la NASA.
Photo : NASA/Chris Gunn
Le télescope spatial James Webb a été lancé en décembre 2021 depuis la Guyane française. C’est le plus grand et le plus puissant télescope jamais déployé dans l’espace. Son miroir est six fois plus grand que celui de son prédécesseur, Hubble.
Avec un télescope beaucoup plus grand, on peut observer des cibles beaucoup plus faibles, donc c'est un nouveau chapitre qui s'ouvre
, s’enthousiasme le chercheur.
Autre distinction : alors que Hubble scrutait surtout la lumière visible émise dans l’Univers, James Webb, lui, est conçu pour détecter les longueurs d’onde de la lumière infrarouge. C’est crucial pour ce que René Doyon et son équipe souhaitent étudier.
Car au-delà des magnifiques images captées par le télescope, ce qui fascine encore plus l’astrophysicien, ce sont des courbes. Des spectres de lumière infrarouge captée par les instruments du télescope en provenance d’exoplanètes.
Ces planètes extrasolaires orbitent autour d’autres étoiles que la nôtre. En passant devant leur astre, elles bloquent une petite partie de sa lumière. L’instrument canadien NIRISS a été conçu pour capter ces variations de luminosité et en déduire la composition de l’atmosphère de ces exoplanètes.
Dans le spectre des différentes longueurs d’onde filtrées par l’atmosphère de ces planètes, les chercheurs peuvent lire de quoi cette atmosphère est faite. C'est une mesure extrêmement délicate qu'on faisait avec Hubble, mais avec beaucoup moins de précision
, constate M. Doyon.
Spectre de transmission de l'exoplanète WASP-96 b.
Photo : NASA/ASE/ESA/NIRISS
Derrière ces courbes se cache donc peut-être une partie de la réponse à LA question que se pose le scientifique : sommes-nous seuls dans l’Univers?
Le but ultime de tout ça, bien sûr, est de savoir s'il y a de la vie sur ces planètes-là. Et pour le faire, il faut détecter leur atmosphère pour vraiment savoir quelles sont les conditions d'habitabilité. On veut connaître les conditions physiques. Y a-t-il de l'eau? Y a-t-il du méthane, du CO2? Et éventuellement même une biosignature, c'est-à-dire un gaz qui est produit par de l'activité biologique
, détaille-t-il.
Le chercheur et son équipe de l’Institut Trottier de recherche sur les exoplanètes, l’IREx, ont présenté leurs premiers résultats tirés de Webb à la communauté scientifique en décembre dernier, lors d’une conférence tenue au Space Telescope Science Institute, à Baltimore.
Ils ont analysé les données de trois passages, ou transits, effectuées devant leur étoile par deux planètes du système Trappist-1, situé à près de 40 années-lumière de la Terre. Parmi les sept planètes rocheuses de Trappist-1, certaines se trouveraient dans une zone dite habitable
: ni trop près ni trop loin de l’étoile pour que la température y permette la présence d’eau liquide, nécessaire à la vie.
Ces données n’ont pas permis de détecter une atmosphère à la surface des deux planètes, mais les chercheurs espèrent accumuler plus de données avant d’exclure qu’il y en ait une.
La durée du transit dure à peu près trois quarts d'heure ou une heure dans le cas de ces planètes-là, mais on sait qu'il faut en accumuler des dizaines et des dizaines d'heures pour accumuler le signal atmosphérique très, très petit qu'on cherche à détecter
, explique René Doyon.
Il faudra donc un peu de patience, mais l’astrophysicien n’en manque pas. Depuis près de trois décennies, il a été aux premières loges de l’expansion de son domaine de recherche. Depuis les années 1990, plus de 5000 exoplanètes ont été identifiées.
C’est d’ailleurs la seconde fois que René Doyon est nommé Scientifique de l’année de Radio-Canada. En 2008, il avait remporté le prix, avec ses collègues David Lafrenière et Christian Marois, pour la publication de la première image d’exoplanètes en orbite autour de leur étoile.
James Webb met en lumière le Scientifique de l'année de Radio-Canada | Les scientifiques de l'année de Radio-Canada - Radio-Canada.ca
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