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Habitable Worlds Observatory ou HWO est le futur télescope spatial de grande taille que l’agence spatiale américaine, la NASA, envisage de développer après les projets JWST (lancé en 2021) et Nancy-Grace-Roman (lancement prévu en 2027). Ce télescope doté d’un miroir primaire dont le diamètre serait compris entre 6,5 et 8 mètres, effectuerait ses observations dans l’ultraviolet en lumière visible et dans le proche infrarouge.
L’après James Webb
On ne présente plus le James-Webb Space Telescope, le dernier outil surpuissant dans l’observation spatiale. Son apport principal n’est pas seulement de produire des images spectaculaires : grâce à l’infrarouge et surtout la spectroscopie, il peut déterminer la composition chimique d’objets extrêmement lointains ou cachés par la poussière. Ses quatre grands objectifs restent l’Univers primordial, l’évolution des galaxies, la naissance des étoiles et des planètes, et l’étude des exoplanètes. Webb voit des galaxies très brillantes et déjà relativement évoluées beaucoup plus tôt qu’on ne s’y attendait. En janvier 2026, les astronomes ont notamment confirmé MoM-z14, observée telle qu’elle était seulement environ 280 millions d’années après le Big Bang. Cela ne remet pas en cause le Big Bang, mais oblige à comprendre comment certaines galaxies ont pu se former et évoluer aussi rapidement. Autre surprise majeure : les trous noirs supermassifs semblent eux aussi apparaître extrêmement tôt. En 2026, Webb a permis d’étudier Abell2744-QSO1, une minuscule galaxie datant de plus de 13 milliards d’années. Son trou noir atteint environ 50 millions de masses solaires et semble disproportionné par rapport à sa galaxie. Cela renforce l’hypothèse que certains trous noirs géants pourraient être nés à partir de « graines » déjà très massives plutôt que de croître progressivement à partir de petits trous noirs stellaires. Webb révolutionne également les exoplanètes. Il peut faire passer la lumière d’une étoile à travers l’atmosphère d’une planète et rechercher l’empreinte de molécules comme H₂O, CO₂, CH₄ et d’autres composés. Il a même permis en 2026 d’identifier une nouvelle planète géante, Beta Pictoris d, grâce à la signature chimique de son atmosphère plutôt qu’à un simple point lumineux sur une image. Enfin, Webb observe avec une précision extraordinaire la naissance et la mort des étoiles, les disques où se forment les planètes et même notre propre Système solaire. Il a par exemple cartographié en détail la haute atmosphère d’Uranus et observé la nébuleuse de l’Hélice avec une résolution infrarouge exceptionnelle.
La question la plus fascinante est probablement : jusqu’où peut-il remonter vers les premières lumières de l’Univers ? Webb cherche à déterminer quand sont apparues les toutes premières générations d’étoiles et de galaxies, comment elles se sont enrichies en éléments chimiques et comment les premiers trous noirs se sont formés. Il est déjà en train de repousser cette frontière. L’autre immense objectif concerne les petites exoplanètes rocheuses. On aimerait savoir lesquelles possèdent réellement une atmosphère et, lorsque c’est possible, déterminer sa composition. Un programme spécifique étudie actuellement plusieurs mondes rocheux autour de petites étoiles, notamment GJ 3929 b et LHS 1140 b. Il faut cependant être prudent avec le mot « vie ». Webb pourrait éventuellement détecter des molécules intéressantes — eau, méthane, CO₂, etc. — mais une molécule isolée ne constituerait pas une preuve de vie extraterrestre. Il faudrait observer plusieurs signatures cohérentes et éliminer des explications géologiques ou chimiques non biologiques. En d’autres termes, à ce stade, nous ne sommes pas encore en mesure d’affirmer avec certitude l’existence de vie extraterrestre, même si nous la soupçonnons fortement.
Nancy-Grace-Roman
Le développement de Roman par l’agence spatiale a pour origine le rapport décennal de 2010 du Conseil national de la recherche des États-Unis qui donne la plus haute priorité à la réalisation d’un observatoire spatial chargé d’étudier l’énergie noire. Cette forme d’énergie, dont l’existence est découverte de manière indirecte en 1998, est une composante majeure de l’Univers mais sa nature relève de spéculations. Roman a également pour objectif d’effectuer un recensement statistique (masse et distance de leur étoile) des exoplanètes situées dans le bulbe galactique par l’observation des microlentilles gravitationnelles et d’identifier et de caractériser celles situées à proximité du système solaire à l’aide d’un coronographe. Le troisième objectif est de cartographier l’ensemble du ciel dans l’infrarouge. L’outil permettra des avancées majeures dans notre compréhension de l’Univers mais il n’est pas destiné à rencontrer une autre forme de vie.
Habitable Worlds Observatory
Le bouleversement sociétal tant attendu viendra peut-être de lui. Au milieu de la précédente décennie, la NASA développe deux grands télescopes spatiaux : JWST, et Nancy-Grace-Roman. Compte tenu de la longueur du cycle de développement de ce type de projet, elle engage dès 2016 des études de faisabilité visant à définir les caractéristiques du futur télescope spatial. Dans les domaines scientifiques, l’agence spatiale choisit les projets qu’elle compte développer en s’appuyant sur un rapport établi chaque décennie par l’Académie des Sciences. Pour fournir des éléments au rapport de l’Académie des sciences relatif à l’astronomie et à l’astrophysique, qui doit définir les axes prioritaires dans ces domaines pour la décennie 2025-2035, la NASA finance en 2016 l’étude de quatre projets d’observatoire spatial. Les rédacteurs sont des représentants de la communauté scientifique et industrielle impliqués dans le développement des télescopes spatiaux : membres de l’agence spatiale, chercheurs extérieurs et représentants de l’industrie. Les quatre projets étudiés sont : LUVOIR, HabEx (Habitable Exoplanet Imager), Lynx et OST. Au vu des dépassements budgétaires colossaux des deux précédents grands projets, un compromis est trouvé. Ce sera un mix entre LUVOIR et HabEx, évalué à 11 milliards de dollars.
Les objectifs scientifiques poursuivis par le télescope HWO relèvent de quatre thèmes :
- Étudier comment les galaxies et leur environnement ont changé au cours de l’histoire de l’Univers.
- Retracer comment les éléments chimiques et les molécules ont évolué en étudiant la formation, la distribution et l’évolution des étoiles.
- Étudier les objets du système solaire à toutes les échelles et combiner les données récoltées avec le résultat des études des exoplanètes pour déterminer toutes les catégories de planètes envisageables et déterminer tous les scénarios de formation des systèmes planétaires.
- Rechercher et caractériser les exoplanètes potentiellement habitables et identifier des signes potentiels de vie.
Contrairement au JWST, HWO sera conçu pour pouvoir être réparé et amélioré par des missions robotiques (sans équipage). Il sera capable de détecter les biomarqueurs d’au moins 25 exoplanètes de type terrestre situées dans la zone habitable de leurs étoiles. Le lancement de ce bijou technologique est prévu vers 2040. En attendant, l’émerveillement que nous procure le cosmos reste intact.
