Les étoiles des nouvelles images du télescope spatial James Webb semblent plus nettes qu’auparavant. Et je ne parle pas seulement de la qualité d’image, qui est bluffante. Je parle du fait que de nombreuses étoiles brillantes dans les images ont des pointes très distinctes ressemblant à des ornements de Noël ou, comme l’a dit l’un de mes collègues, « Cela ressemble à une affiche promotionnelle de JJ Abrams, et j’adore ça. ”

Mais ce n’est pas un cas de trop grande lumière parasite. Ce sont des pics de diffraction, et si vous regardez attentivement, vous verrez que tous les objets brillants dans les images JWST ont le même motif à huit pointes. Plus la lumière est brillante, plus la caractéristique est importante. Les objets plus sombres comme les nébuleuses ou les galaxies n’ont pas tendance à voir autant cette distorsion.

Ce modèle de pointes de diffraction est unique à JWST. Si vous comparez les images prises par le nouveau télescope aux images prises par son prédécesseur, vous remarquerez que Hubble n’a que quatre pics de diffraction contre les huit de JWST. (Deux des pointes de JWST peuvent être très faibles, il semble donc parfois qu’il y en ait six.)

La forme des pointes de diffraction est déterminée par le matériel du télescope, alors commençons par un rappel rapide des éléments importants. Hubble et JWST sont tous deux des télescopes à réflexion, ce qui signifie qu’ils collectent la lumière du cosmos à l’aide de miroirs. Les télescopes à réflexion ont un grand miroir primaire qui recueille la lumière et la réfléchit vers un miroir secondaire plus petit. Le miroir secondaire des télescopes spatiaux aide à guider cette lumière vers les instruments scientifiques qui la transforment en toutes les images et données intéressantes que nous voyons actuellement.

Les miroirs primaire et secondaire contribuent aux pointes de diffraction, mais de manière légèrement 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 de lumière lorsque la lumière interagit avec les bords du miroir. Dans le cas de Hubble, le miroir était rond, il n’ajoutait donc pas aux pointes. Mais JWST a des miroirs hexagonaux qui donnent une image avec six pointes de diffraction.

Il y a aussi le miroir secondaire. Les miroirs secondaires sont plus petits que les miroirs primaires et sont maintenus en place à une certaine distance du miroir primaire par des entretoises. Dans le cas de JWST, les entretoises mesurent 25 pieds de long. La lumière passant par ces entretoises est diffractée, ce qui donne plus de pointes, chacune perpendiculaire à l’entretoise elle-même.

Dans le cas de Hubble, ses quatre entretoises ont donné les quatre pointes distinctes que vous voyez sur les photos de Hubble. JWST a trois entretoises tenant son miroir secondaire, ce qui donne six autres pointes.

Image : NASA

C’est beaucoup de distorsion. Pour minimiser le nombre de pointes de diffraction, JWST a été conçu de sorte que quatre des pointes causées par les entretoises chevauchent quatre des pointes causées par le miroir. Cela laisse les huit pics de diffraction bientôt emblématiques d’une image JWST.

Certaines des pointes sembleront plus ou moins visibles selon l’instrument qui traite également la lumière. Ceci est particulièrement visible dans les images JWST de la nébuleuse de l’anneau sud, qui ont été publiées cette semaine.

Image : NASA, ESA, ASC et STScI

L’image de gauche a été prise par le NIRCam de JWST, qui recueille la lumière proche infrarouge. Celle de droite a été prise par l’instrument MIRI du télescope, qui capte à la place la lumière infrarouge moyenne. « Dans le proche infrarouge, les étoiles ont des pics de diffraction plus importants car elles sont si brillantes à ces longueurs d’onde », explique une explication publiée par le Space Telescope Science Institute. « Dans la lumière infrarouge moyen, des pics de diffraction apparaissent également autour des étoiles, mais ils sont plus faibles et plus petits (zoomez pour les repérer). »

Si vous voulez un aperçu du fonctionnement des pics de diffraction sur JWST, consultez l’infographie pratique ci-dessous de la NASA et du Space Telescope Science Institute :

Image : NASA, ESA, ASC, Leah Hustak (STScI), Joseph DePasquale (STScI)

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