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Pourquoi les étoiles ont-elles huit pointes sur les images du James Webb Telescope

Crédits : NASA, ESA, ASC, STScI

Les étoiles visibles au premier plan de la première image couleur du James Webb Telescope affichent le même motif à huit pointes. Ce modèle de pointes de diffraction est unique au JWT. Si vous comparez les images prises par le nouveau télescope aux images prises par son prédécesseur, vous remarquerez en effet que Hubble n’a quant à lui que quatre pics de diffraction. Comment expliquer cette différence ?

Il y a quelques jours, les équipes du James Webb Telescope nous révélaient l’image la plus profonde du cosmos jamais capturée. La photo nous montre un amas massif de galaxies situé à environ quatre milliards d’années-lumière, dont la présence permet de visualiser en arrière-plan des galaxies beaucoup plus éloignées grâce à l’effet de lentille gravitationnelle.

Vous remarquerez également quelques étoiles à « huit pointes » (six clairement visibles et deux plus faibles sur les côtés). Il s’agit d’étoiles de la Voie lactée présentes dans le champ de vision du James Webb Telescope au moment de la capture de ces différentes photos composites. Que sont ces pointes ? Et pourquoi y en a-t-il huit ?

Miroir primaire

Ce sont des pics de diffraction. Plus la lumière est brillante, plus la caractéristique est importante. C’est pourquoi les objets plus sombres ne présentent pas ce type de distorsion. La forme des pointes de diffraction est déterminée par le matériel du télescope. Comme Hubble, le James Webb Telescope est un télescope à réflexion, ce qui signifie qu’il collecte la lumière du cosmos avec des miroirs. Plus précisément, ces observatoires ont un grand miroir primaire chargé de recueillir la lumière. Cette lumière est ensuite réfléchie vers un miroir secondaire plus petit qui se charge de la guider vers les instruments scientifiques.

Les miroirs primaire et secondaire contribuent à ces fameuses pointes de diffraction, mais de manière un peu différente. La lumière se diffracte ou se plie autour d’objets comme les bords d’un miroir. Ainsi, la forme du miroir lui-même peut entraîner ces pointes lorsque la lumière interagit avec les bords. Le miroir primaire du JWT est un assemblage de plusieurs miroirs hexagonaux disposés d’une manière qui fait que la lumière interagit avec l’un des bords de six d’entre eux (voir image ci-dessous), ce qui donne une image avec six pointes de diffraction.

étoiles james webb Telescope
Crédits : NASA

Le cas des entretoises

Les miroirs secondaires sont maintenus en place à une certaine distance du miroir primaire par des entretoises. La lumière passant par ces pièces reliant les deux miroirs est également diffractée, chacune perpendiculaire aux entretoises elles-mêmes. Le JWT dispose de trois pièces disposées en Y. Il y a donc six diffractions.

Cependant, pour minimiser le nombre de pointes, le JWT a été conçu de sorte que quatre de ces six pointes causées par les entretoises chevauchent quatre des pointes causées par le miroir primaire. C’est pourquoi ces étoiles n’ont pas douze, mais huit pointes : six causées par la forme du miroir primaire et les deux restantes créées par les entretoises reliant ce dernier au miroir secondaire.

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Vous pouvez ici voir les trois pièces reliant les deux miroirs. Crédits : NASA

En comparaison, vous remarquerez que le télescope Hubble n’affiche que quatre pics de diffraction sur ses étoiles. Son miroir primaire est rond et ne crée donc pas de diffraction. En revanche, l’observatoire est équipé de quatre entretoises disposées en croix. Il y a donc huit diffractions qui se chevauchent. C’est pourquoi il y a quatre pointes distinctes.

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Différences de diffractions entre Hubble et le JWT. Crédits : NASA