À vingt ans, «Hubble» éblouit encore

Photo: Reuters/nasa
Son lancement devait initialement avoir lieu en 1986, mais il a été retardé à la suite de l'accident fatal de la navette spatiale Challenger survenue en janvier de la même année. Monté à bord de la navette Discovery, il est relâché à 600 kilomètres d'altitude au-dessus de la Terre.

Les premières images qu'il fournit déçoivent énormément les astronomes. Des imperfections dans la courbure du miroir principal font en sorte que les images sont floues. On mettra trois ans à concevoir un système capable de corriger la myopie du télescope. Mais «depuis qu'on lui a mis des lunettes, il a permis de réécrire une multitude de chapitres de l'astronomie. L'impact qu'il a eu a été absolument majeur», lance l'astronome René Doyon de l'Université de Montréal. «Grâce à la qualité des images qu'il produit, Hubble a permis de repousser nos connaissances sur le début de l'Univers, sur la formation des étoiles et des galaxies, de même que sur la structure de l'Univers. En plus, il a conduit à la découverte d'exoplanètes», ces planètes orbitant autour d'une étoile autre que notre Soleil.

Au-dessus de l'atmosphère

Hubble se distingue avant tout par la qualité des images qu'il génère comparativement aux télescopes terrestres, qui doivent faire face au problème de la turbulence atmosphérique qui brouille les images. «Ce qui nous apparaît au sol comme un seul point lumineux peut s'avérer dans l'espace être quatre points distincts, explique René Doyon. Par exemple, on pensait avoir découvert une étoile très massive, de 100 fois la masse de notre Soleil, à partir d'un télescope terrestre. En la regardant avec Hubble, on s'est rendu compte qu'il s'agissait de deux étoiles de 50 masses solaires.»

Hubble permet aussi d'explorer le domaine spectral des ultraviolets qui est inaccessible au sol puisque ces rayons sont absorbés par la couche d'ozone.

«Grâce à des systèmes de correction installés sur les télescopes au sol, qui sont désormais beaucoup plus grands, on commence à avoir des images dans l'infrarouge qui sont aussi bonnes que celles de Hubble», ajoute M. Doyon. Hubble n'a pas perdu de son lustre et de son prestige pour autant, car «il travaille avant tout dans le domaine visible et en partie infrarouge, il fournit donc des données complémentaires. Dans le visible, les télescopes au sol ne nous permettent pas d'obtenir la même qualité d'images que nous offre Hubble, par contre, ils nous permettent de l'atteindre dans l'infrarouge.»

Les découvertes les plus percutantes

Hubble a atteint l'objectif principal de la mission qu'on lui avait confiée en permettant de mesurer avec une grande précision la «constante de Hubble», qui caractérise la vitesse à laquelle s'effectue l'expansion de l'Univers. «On savait depuis 1930 que l'univers était en expansion, mais le taux d'expansion était mal connu, ce qui expliquait la si grande imprécision dans notre estimation de l'âge de l'Univers, que l'on situait à l'intérieur d'une fourchette allant de 7 à 20 milliards d'années», explique Robert Lamontagne, professeur d'astronomie à l'Université de Montréal. «Hubble a permis de photographier des étoiles situées dans des galaxies beaucoup plus éloignées de nous et en analysant les propriétés de ces étoiles lointaines, on a pu» préciser à quel rythme se déroule l'expansion de l'Univers, et arrêter l'âge de l'Univers à 13,7 milliards d'années, avec une marge d'erreur de plus ou moins 200 millions d'années.

Grâce à Hubble, il a été aussi possible d'estimer la quantité de matière sombre dans l'Univers. Les images générées par Hubble alors qu'il observait des amas de galaxies ont permis d'estimer d'abord la quantité de matière lumineuse, qu'on appelle la matière ordinaire. «En utilisant le phénomène des lentilles gravitationnelles lié à une prédiction de la théorie de la relativité d'Einstein, on a pu ensuite déduire la quantité de matière invisible ou sombre qui remplit ces amas de galaxies. On a ainsi déterminé qu'il y a de cinq à dix fois plus de matière sombre que de matière ordinaire dans l'Univers», souligne M. Lamontagne.

L'observation prolongée, pendant des centaines d'heures, de points dans le ciel — qu'on a appelés «Hubble deep fields» — qui représentaient des galaxies relativement jeunes, nous a permis de voir «à quoi ressemblaient les galaxies lorsqu'elles se sont formées, un milliard d'années après le big bang». «On a vu des galaxies très irrégulières qui sont très différentes de celles qui sont proches de nous. Hubble nous a permis de mieux comprendre comment les galaxies évoluent», ajoute René Doyon.

«Hubble nous a fait découvrir que la nébuleuse du Crabe, qui contient en son centre un pulsar, une étoile à neutrons qui tourne très rapidement sur elle-même, subit des changements chaque semaine, voire quotidiennement comme la météo. On ne s'attendait pas à cela», ajoute Victoria Kaspi, de l'Université McGill. L'astrophysicienne rappelle aussi avec émotion les «images bouleversantes que l'on ne comprend pas encore complètement» qu'a captées Hubble de la supernova 1967 située dans une galaxie proche de la Voie lactée. «Hubble nous a permis de voir de fins détails de l'explosion de l'étoile, ce qui nous a permis de découvrir de nouvelles structures inconnues autour de l'étoile», souligne-t-elle.

Hubble a récemment permis la découverte de planètes extrasolaires appartenant à des systèmes solaires distincts du nôtre. «Et plus spectaculaire encore, il en a fourni des photographies», indique Robert Lamontagne.

Pas désuet du tout

Hubble est loin d'être devenu un instrument désuet. Les astronomes sont toujours très nombreux à vouloir y avoir accès. La compétition pour obtenir du temps de télescope, c'est-à-dire une période d'utilisation, est très forte. «Il y a sept fois plus de demandes que de temps disponible, tandis que pour les télescopes au sol, il n'y a en moyenne que trois fois plus de demandes que de temps disponible. Hubble est certainement le télescope le plus sollicité sur la planète», précise M. Doyon, dont l'équipe de recherche a soumis une demande de temps de télescope il y a à peine un mois.

Hubble a l'avantage d'être situé assez près de nous. On peut l'atteindre avec la navette spatiale, ce qui a permis de remplacer certains instruments et ainsi d'améliorer les performances du télescope au cours du temps. «On l'a modernisé à défaut de l'agrandir. Parmi la douzaine de télescopes qui ont été installés dans l'espace, il n'y en a pas d'autres qui sont aussi polyvalents et accessibles», fait remarquer Robert Lamontagne.

Il se fait encore beaucoup de science non seulement avec les données tirées d'observations réalisées récemment, mais aussi avec celles obtenues précédemment et qui sont archivées dans deux centres, dont l'un est situé à Victoria, en Colombie-Britannique. «Les données d'archives génèrent autant de résultats scientifiques et de publications que les nouvelles données», souligne René Doyon, qui a participé à la découverte d'un nouveau système planétaire semblable à notre système solaire.

Après cette fameuse découverte publiée dans la revue Science en novembre 2008, le collègue de René Doyon, David Lafrenière, a consulté les données d'archives d'Hubble et s'est alors rendu compte que l'une des trois exoplanètes qu'ils avaient mises en évidence avait déjà été observée, il y a dix ans, par une équipe américaine «qui ne l'avait pas remarquée parce qu'elle ne disposait pas des outils informatiques que nous avons mis au point pour la mettre en lumière», raconte M. Doyon. «Nos collègues qui, il y a dix ans, ont rapporté n'avoir rien observé de particulier dans ces données se mordent les doigts aujourd'hui! Cela montre que les données obtenues par Hubble dans le passé peuvent être encore extrêmement utiles.»

Il y a environ un an, on a équipé Hubble d'une nouvelle génération d'instruments qui prolongeront sa durée de vie de quatre à cinq ans. Mais en 2014, il est prévu qu'il sera définitivement remplacé par le télescope James Webb, étant donné que le programme des navettes spatiales s'arrête, indique M. Doyon. «Il devra céder sa place au télescope spatial James Webb, qui sera doté d'un miroir de 6,5 m de diamètres, alors que celui de Hubble ne fait que 2,4 m. Le télescope James Webb sera moins polyvalent, mais plus performant dans l'infrarouge, car les scientifiques désirent sonder les premiers moments qui ont suivi le big bang, lorsque les premières galaxies et les premières étoiles se sont formées et à cause de l'expansion de l'Univers, cela se passe dans l'infrarouge», explique-t-il.