Dans les archives du télescope James-Webb : à la découverte de la nébuleuse d’Orion

À la recherche des données de M42

Une fois les données téléchargées depuis les archives scientifiques MAST, le travail ne s’arrête pas là. Les fichiers proposés sont notamment disponibles au format FITS, un format couramment utilisé en astronomie pour conserver les informations scientifiques enregistrées par les instruments.

Ces données peuvent ensuite être ouvertes et étudiées avec des logiciels spécialisés comme SAOImage DS9. Il est alors possible d’ajuster l’affichage, les niveaux de luminosité et de contraste, ou encore de travailler avec plusieurs observations réalisées à différentes longueurs d’onde.

Pour créer une représentation en couleurs, plusieurs images obtenues avec différents filtres peuvent par exemple être associées aux canaux rouge, vert et bleu. Les couleurs obtenues ne correspondent donc pas nécessairement à ce que verrait directement l’œil humain : elles servent aussi à mettre en évidence les informations contenues dans les observations scientifiques.

C’est justement ce qui rend l’expérience intéressante : l’image spectaculaire que nous voyons à la fin est le résultat de véritables données astronomiques qu’il faut sélectionner, interpréter et traiter avec des outils adaptés.

Quand les données deviennent une image

Et voici l’un des résultats visuels de cette exploration.

[IMAGE 2 — Vue de la région de M42]

On découvre la région de la nébuleuse d’Orion avec ses immenses structures de gaz et de poussières et les nombreuses étoiles qui occupent le champ.

Cette image n’est pas une photographie prise de la même manière qu’avec un appareil photo classique. James-Webb observe notamment dans l’infrarouge, une partie du rayonnement invisible à nos yeux. Les représentations en couleurs permettent ensuite de rendre ces observations accessibles visuellement.

C’est aussi ce que j’aime dans ce type d’exploration : partir des archives scientifiques, chercher un objet précis et découvrir progressivement ce que les instruments ont réellement observé.

La science accessible à tous

Il n’est pas nécessaire d’être astronome professionnel pour être curieux de ces données.

Bien entendu, consulter une archive scientifique ne signifie pas réaliser soi-même les observations : celles-ci sont le travail du télescope, des équipes scientifiques et des organismes qui exploitent et conservent les données. Mais pouvoir accéder à ces archives permet de mieux comprendre comment fonctionne l’astronomie moderne et d’aller plus loin qu’une simple image trouvée sur Internet.

C’est une autre manière de regarder le ciel : non plus seulement admirer l’Univers, mais aller chercher les données qui nous permettent de l’étudier. 🔭

Pourquoi plusieurs fichiers pour un même objet ?

Lorsqu’on recherche une observation dans les archives du télescope James-Webb, on découvre rapidement qu’un même objet peut être associé à de nombreux fichiers. Ce n’est pas une erreur ni une répétition inutile.

Le télescope peut observer une même région avec plusieurs filtres et à différentes longueurs d’onde. Chaque observation apporte alors une information différente. Certaines structures peuvent être très visibles dans une longueur d’onde et beaucoup moins dans une autre.

C’est un peu comme si nous regardions le même paysage avec plusieurs paires de lunettes, chacune capable de révéler quelque chose que les autres ne montrent pas.

Les couleurs ne sont pas choisies au hasard

Lors du traitement, plusieurs observations peuvent être combinées afin de créer une image en couleurs. Une méthode consiste à attribuer différentes données aux canaux rouge, vert et bleu d’une image.

Cela ne signifie pas forcément que l’objet aurait exactement ces couleurs si nous pouvions l’observer de près avec nos propres yeux. James-Webb travaille principalement dans l’infrarouge, un domaine que notre vision ne peut pas percevoir directement.

La couleur devient donc également un outil de représentation scientifique : elle permet de rendre visibles des informations qui seraient autrement invisibles pour nous.

Derrière une belle image se cachent des données

Lorsque nous découvrons une magnifique photographie de l’Univers, il est facile d’oublier tout ce qui existe derrière elle.

Avant d’arriver à l’image finale, il y a un télescope, des instruments, différents filtres, des mesures, des fichiers scientifiques, des opérations de calibration et enfin un travail de traitement et de représentation.

Explorer soi-même ces archives permet justement de découvrir cet envers du décor.

On ne regarde alors plus seulement une belle image de l’espace : on commence à comprendre comment cette image a pu être construite à partir de véritables observations.

Après plusieurs étapes de recherche et de traitement, parfois longues, ces données scientifiques peuvent finalement donner naissance à de magnifiques images de l’Univers.

Fur et à mesure des traitements commence déjà de belles images spéctaculaire

M42 : une immense pouponnière d’étoiles

La nébuleuse d’Orion, également connue sous le nom de Messier 42 ou M42, est l’une des régions de formation d’étoiles les plus célèbres de notre galaxie. Située dans la constellation d’Orion, elle est relativement proche de nous à l’échelle de la Voie lactée : les estimations la placent à environ 1 300 à 1 500 années-lumière de la Terre.
Cela signifie que la lumière que nous observons aujourd’hui a quitté cette région il y a plus de 1 300 ans. Lorsque nous regardons M42, nous ne la voyons donc pas telle qu’elle est actuellement, mais telle qu’elle était dans un passé lointain.
Une structure gigantesque
La nébuleuse d’Orion s’étend sur environ 24 années-lumière. Une année-lumière correspondant à près de 9 460 milliards de kilomètres, les dimensions réelles de cette immense structure sont difficiles à imaginer à notre échelle.
Et M42 n’est elle-même qu’une partie d’un ensemble beaucoup plus vaste de gaz et de poussières appelé le complexe moléculaire d’Orion.
Malgré son éloignement, la nébuleuse est suffisamment lumineuse pour être aperçue à l’œil nu lorsque le ciel est suffisamment sombre. Elle apparaît dans « l’épée » d’Orion, sous les trois étoiles caractéristiques formant sa ceinture.

Une nébuleuse extrêmement jeune

Il est difficile d’attribuer un âge unique à une région dans laquelle la formation stellaire se déroule progressivement. Mais les étoiles que nous observons au sein de M42 sont extraordinairement jeunes à l’échelle de l’Univers : beaucoup n’ont que quelques millions d’années, et les étoiles massives du célèbre amas du Trapèze ont moins d’un million d’années.
À titre de comparaison, notre Soleil est âgé d’environ 4,6 milliards d’années.
M42 peut donc être considérée comme une véritable pouponnière stellaire.
Des étoiles sont encore en train d’y naître
Les gigantesques nuages de gaz et de poussières de la nébuleuse peuvent s’effondrer progressivement sous l’effet de la gravitation et donner naissance à de nouvelles étoiles.
Au cœur de M42 se trouve notamment l’amas du Trapèze, un groupe de jeunes étoiles massives. Leur intense rayonnement ultraviolet et leurs vents stellaires sculptent le gaz environnant et creusent progressivement une cavité dans la nébuleuse.
On y observe également de jeunes étoiles entourées de disques protoplanétaires, constitués de gaz et de poussières. Certains de ces disques pourraient évoluer et former des systèmes planétaires.
Autrement dit, lorsque nous regardons cette région, nous observons certains des processus qui ont également participé, il y a plusieurs milliards d’années, à la naissance de notre propre Système solaire.

Regarder M42, c’est regarder dans le passé

Il y a quelque chose d’assez fascinant dans ces images : chaque pixel correspond à une lumière ayant traversé l’espace pendant plus d’un millénaire avant d’atteindre nos télescopes.
Et grâce à des instruments comme ceux du télescope spatial James-Webb, notamment dans l’infrarouge, les astronomes peuvent regarder au travers de certaines régions de poussière et étudier des structures et de très jeunes étoiles qui seraient beaucoup plus difficiles à observer uniquement en lumière visible.
Derrière la beauté de M42 se trouve donc un gigantesque laboratoire naturel : une région où nous pouvons observer, presque en direct à l’échelle cosmique, la naissance de nouvelles générations d’étoiles et peut-être de futurs systèmes planétaires.

Après toutes les étapes de traitement, en passant d’un logiciel à l’autre — de SAOImage DS9 à GIMP, par exemple — vient enfin le résultat final. Un travail parfois long, mais qui en valait la peine : le rendu est superbe et je suis très content du résultat obtenu.

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