Le télescope spatial James Webb observe Mars pour la première fois, révélant des caractéristiques de sa surface et la chimie de son atmosphère
Le télescope spatial James Webb (JWST/ Webb) est peut-être l’instrument astronomique le plus sophistiqué que l’humain ait jamais construit. Ses instruments de détection infrarouge sont si sensibles qu’ils peuvent littéralement remonter le temps jusqu’à l’enfance de l’univers.
Mais récemment, des astronomes ont pointé le JWST beaucoup plus près de chez eux. Après avoir observé Jupiter et ses célèbres anneaux en août, le télescope spatial a maintenant pris des images de Mars, la planète la plus proche du télescope spatial après la Terre.
Image d’entête : à gauche, un globe simulé de Mars présente les caractéristiques visibles par le JWST : en haut à droite, l’image à 2,1 microns montre les caractéristiques de surface telles que les cratères et la poussière. En bas à droite, l’image à 4,3 microns montre une carte thermique de l’atmosphère de Mars, réchauffée par le Soleil. (NASA, ESA, ASC, STScI, Mars JWST/ GTO)
En raison de sa proximité, Mars apparaît extrêmement brillante par rapport aux autres objets du ciel nocturne, ce qui devrait normalement aveugler le JWST. Cependant, l’équipe du Webb a modifié la caméra proche infrarouge (NIRCam), en utilisant de très courtes expositions pour ne mesurer qu’une infime partie de la lumière visible et infrarouge qui frappe ses détecteurs, afin de répondre au défi que représente la prise d’images de la planète rouge. Ils ont également appliqué des techniques sophistiquées de traitement des données pour filtrer le bruit, révélant ainsi de nouvelles informations sur la surface et l’atmosphère de Mars qui avaient été précédemment masquées.
Par exemple, les détecteurs infrarouges ultra-sensibles du Webb ont capté les émissions thermiques du bassin géant de Hellas Planitia, la plus grande structure d’impact bien préservée sur Mars, s’étendant sur plus de 2 000 kilomètres dans l’hémisphère sud, montrant qu’il est étonnamment plus sombre que la zone voisine pendant la période la plus chaude de la journée.
Selon le chercheur principal, Geronimo Villanueva, du Goddard Space Flight Center de la NASA, qui a réalisé ces observations :
Il ne s’agit en fait pas d’un effet thermique à Hellas. Le bassin de Hellas se trouve à une altitude plus basse, et connaît donc une pression atmosphérique plus élevée. Cette pression plus élevée entraîne une suppression de l’émission thermique dans cette gamme de longueurs d’onde particulière (4,1-4,4 microns) en raison d’un effet appelé élargissement de la pression. Il sera très intéressant de démêler ces effets concurrents dans ces données.
Dans l’image d’entête, prise par la NIRCam du JWST, vous pouvez voir le bassin d’Hellas, ainsi que les anneaux du cratère Huygens et la roche volcanique sombre de Syrtis Major sont visibles. L’image à gauche présente une carte de référence de la surface prise par la sonde Mars Global Surveyor (MOLA), avec les deux champs de vision des instruments NIRCam du JWST superposés. A droite, deux images prises par le télescope dans deux fréquences infrarouges (2,1 microns pour le panneau supérieur droit et 4,3 micros pour la partie inférieur droite).
Les plus brillantes régions de ces cartes correspondent aux endroits où le Soleil est presque “au-dessus de nos têtes”. La luminosité diminue vers les régions polaires, comme prévu, car elles reçoivent moins de lumière solaire. L’hémisphère nord, qui connaît actuellement l’hiver, apparaît également en « bleu », ce qui signifie qu’il est moins lumineux.
Le spectrographe du télescope spatial a également cartographié la composition atmosphérique de la planète dans l’infrarouge, révélant la présence de dioxyde de carbone à différentes longueurs d’onde, ainsi que de monoxyde de carbone et de vapeur d’eau.
Le spectre obtenu par le JWST, indiquant les empreintes chimiques de CO, CO2 et H20. (NASA, ESA, ASC, STScI, équipe Mars JWST/GTO)
Outre la composition atmosphérique, le spectrographe NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) de Webb a également révélé les caractéristiques spectrales de poussière, de nuages glacés et de toutes sortes de roches à la surface de la planète. Ces données sont préliminaires et l’équipe Webb prévoit de nous montrer l’atmosphère de Mars plus en détail dans une prochaine étude.
Présentée sur le site du Space Telescope Science Institute : Mars Is Mighty in First Webb Observations of Red Planet.
