HUBBLE, télescope spatial

Des observations marquantes

La qualité exceptionnelle de Hubble repose principalement sur sa localisation, à environ 570 kilomètres d'altitude. Ne subissant pas les perturbations atmosphériques, la résolution spatiale, ou la qualité d’image, à une longueur d’onde donnée, ne dépend que du diamètre du miroir. Il faut aussi noter que l’atmosphère n’est transparente qu’à certaines longueurs d’onde. Les observations en ultraviolet sont ainsi impossibles depuis le sol et très limitées et coûteuses dans le proche infrarouge. Hubble a ainsi ouvert tout un champ d’observations inaccessibles aux télescopes terrestres grâce, d’une part, à sa sensibilité (lui permettant d’observer des objets de très faible luminosité), et, d’autre part, à l’ouverture de l’intégralité du domaine du proche infrarouge au-dessus de l’atmosphère terrestre.

Hubble a permis la découverte de galaxies très lointaines. Du 18 au 30 décembre 1995, sur recommandation d’un comité scientifique, Robert Williams, directeur du Space Telescope Science Institute (STScI), décide de pointer le télescope sur une partie du ciel vide (complètement dépourvue de lumière) et de l’observer pendant une douzaine de jours. Cette région de l'hémisphère nord de la sphère céleste, située dans la constellation de la Grande Ourse, sera appelée « le champ profond Hubble » ou HDF (Hubble Deep Field). L’image finale du HDF (publiée en 1996) a mis en évidence l’existence de milliers de galaxies proches et lointaines, avec une grande variété de couleurs et de morphologies. Alors que les galaxies lointaines connues jusqu’alors se situaient à environ 6 milliards d’années-lumière, certaines dans le HDF sont éloignées de plus de 12 milliards d’années-lumière. Du fait de la vitesse finie de la lumière (environ 300 000 km/s), regarder loin revient à regarder dans le passé – la lumière du Soleil met par exemple environ neuf minutes pour nous parvenir. C’est pourquoi l’étude de ces galaxies lointaines a permis de comprendre comment se forment les briques élémentaires des galaxies actuelles. Plusieurs champs profonds similaires (Hubble Extreme Deep Field, Hubble Frontier Fields…) seront observés plus tard, avec des suivis dans d’autres longueurs d’onde depuis les télescopes au sol. Par ailleurs, l’étude de ces galaxies montre que l’Univers a connu un pic d’activité de formation stellaire, entre deux et six milliards d’années après le big bang, période durant laquelle la majorité des étoiles se sont formées.

Hubble a aussi témoigné de l’accélération de l’expansion de l’Univers. Les supernovae de « type Ia » sont des explosions d’étoile qui ont la particularité d’avoir toujours la même luminosité. En conséquence, elles sont utilisées comme des « chandelles standard » pour la mesure des distances extragalactiques. L’observation de supernovae lointaines avec le télescope Hubble a permis de montrer, en 1998, que l’expansion de l’Univers s’accélère – alors que l’on pensait jusqu’alors, du fait de la présence de matière, qu’elle ralentissait – à cause d’une énergie sombre dont la nature reste encore un mystère. En 2011, cette découverte de l’accélération de l’expansion cosmique sera récompensée d’un prix Nobel de physique.

Hubble a également permis de caractériser des planètes extrasolaires en étudiant dans le détail l’atmosphère de certaines d’entre elles en transit devant leur étoile. La mesure de leur composition révèle plusieurs éléments tels que le carbone, l’oxygène ou le méthane. Hubble a aussi montré l’évaporation de l’atmosphère d’une de ces planètes extrasolaires. Par ailleurs, il a obtenu une image directe d'une exoplanète autour de l’étoile Fomalhaut.