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Comment les images du JWT sont-elles travaillées ?

Crédits : Gizmodo/NASA, ESA, CSA et STScI

Les premières images en couleur du James Webb Telescope (JWT) sont époustouflantes. Elles nous révèlent en effet d’innombrables nébuleuses et galaxies comme on ne les avait jamais vues auparavant. Cependant, rappelons que l’observatoire ne collecte la lumière que dans l’infrarouge et le proche infrarouge que l’oeil humain ne peut pas voir. Alors, d’où ces magnifiques couleurs viennent-elles ?

L’astronomie se fait souvent en dehors du spectre visible. De nombreux objets brillent en effet dans l’ultraviolet, les rayons X ou les ondes radio (tout dépend de la longueur d’onde du photon). Le James Webb Telescope (JWT) est quant à lui conçu pour capter la lumière infrarouge. Ces longueurs d’onde sont effet capables de pénétrer d’épais nuages ​​de gaz et de poussière, permettant aux chercheurs de distinguer des choses qui restaient auparavant cachées derrière les rideaux.

Nous savons également que la lumière de l’univers primitif n’a cessé d’être étirée (décalage vers le rouge) à la faveur de l’expansion de l’Univers. C’est pourquoi les objets les plus lointains ne sont visibles que dans l’infrarouge.

Comme vous pouvez le voir ci-dessous, les images brutes collectées par le JWT ne ressemblent donc pas à grand-chose de notre point de vue. C’est pourquoi elles sont travaillées par des équipes dédiées. D’une part, les chercheurs s’assurent de nettoyer les artefacts tels que les rayons cosmiques et les réflexions des étoiles brillantes qui frappent les détecteurs du télescope. Si besoin, les données sont également traduites en lumière visible, que nos yeux peuvent appréhender. On parle alors de colorisation représentative.

james webb telescope nébuleuse carène JWT
Une image brute de la nébuleuse de la Carène vue par l’instrument NIRCam avant que la lumière infrarouge ne soit traduite en longueurs d’onde visibles. Crédits : Institut des sciences du télescope spatial
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La même région après la traduction des données infrarouges en longueurs d’onde visibles. Crédits : NASA, ESA, ASC et STScI

Un équilibre en art et science

Dans le spectre visible, les lumières bleue et violette ont les longueurs d’onde les plus courtes tandis que le rouge a la plus longue. Dans ce travail de « traduction », les ondes infrarouges plus longues se voient donc attribuer des couleurs plus rouges, tandis que les plus courtes se voient attribuer des couleurs plus bleues. Le spectre est divisé en autant de couleurs que l’équipe a besoin pour capturer le spectre complet de la lumière représentée dans l’image.

Durant ce travail, il se peut également que certains éléments présents dans une image soient tous deux représentés de la même couleur. Par exemple, l’hydrogène ionisé et le soufre émettent tous deux en rouge. Dans un tel cas, l’hydrogène pourrait être déplacé vers la lumière visible verte afin de donner plus d’informations au spectateur.

Enfin, lorsque les images du télescope sont assemblées, les spécialistes de leur traitement travaillent avec les scientifiques pour décider quelles caractéristiques d’un objet donné doivent être mises en évidence. Par exemple, dans le cas de la nébuleuse de la Carène, différents filtres avaient capturé le gaz bleu ionisé et la poussière rouge. Au départ, le gaz avait obscurci la structure de la poussière. Les scientifiques ont donc demandé à l’équipe de traitement d’image de réduire un peu le gaz.