Une astronome de l’UMass Amherst nommée responsable scientifique du télescope PRIMA de la NASA

La NASA a choisi Alexandra Pope, professeure d’astronomie à l’Université du Massachusetts à Amherst, pour diriger l’équipe scientifique de PRIMA, un télescope spatial prévu pour observer des régions de l’Univers dans l’infrarouge lointain auxquelles les observatoires actuels n’ont pas accès. WWLP a rapporté que la mission était entrée dans la phase B de son développement, une étape consacrée à l’affinement de sa conception et à l’avancement des technologies nécessaires à sa construction.

PRIMA signifie Probe far-Infrared Mission for Astrophysics. Il s’agit du premier projet de la nouvelle catégorie Probe Explorers de la NASA, qui s’inscrit dans le cadre du programme Explorers déjà établi de l’agence. Le Jet Propulsion Laboratory de la NASA assure la gestion de la mission, tandis que les premiers concepts de l’observatoire ont été élaborés sous la direction de Jason Glenn, professeur d’astronomie à l’Université de Virginie.

Une nouvelle vision au-delà de Webb

Le télescope doit étendre la capacité des astronomes à étudier l’Univers dans la lumière infrarouge. Le télescope spatial James Webb a élargi les observations à de nombreuses longueurs d’onde infrarouges, mais il ne couvre pas la gamme de l’infrarouge lointain que PRIMA est conçu pour examiner.

Cette lacune est importante, car les observations dans l’infrarouge lointain peuvent révéler des matériaux et des processus relativement froids, difficiles, voire impossibles à détecter dans d’autres parties du spectre. L’observatoire prévu par la NASA fournirait, selon les termes de Pope, une couverture complète de l’infrarouge lorsqu’il serait combiné aux capacités existantes.

Le passage de PRIMA à la phase B ne signifie pas encore que sa construction et son lancement sont définitivement approuvés. La mission doit d’abord faire l’objet d’un examen de confirmation. La NASA utilisera cette évaluation pour examiner l’état de préparation technique du projet, sa gestion et ses performances financières avant de décider s’il peut passer à la phase C, l’étape de mise en œuvre.

Si la NASA confirme la mission, le coût du projet PRIMA sera plafonné à 1,2 milliard de dollars. Ce montant n’inclut pas les frais de lancement ni les autres coûts extérieurs au projet lui-même. L’agence prévoit actuellement de lancer le télescope en 2033 et de l’exploiter pendant cinq ans après sa mise en service.

Trois questions pour l’observatoire

Pope a contribué à définir trois grands objectifs scientifiques pour PRIMA. Le premier concerne la formation des atmosphères planétaires. Grâce à la spectroscopie infrarouge, les chercheurs prévoient de suivre l’eau froide présente dans les disques de matière entourant les jeunes étoiles, là où se forment les planètes. Ces mesures pourraient aider les scientifiques à comprendre comment les ingrédients des atmosphères s’accumulent et évoluent.

Le deuxième objectif consiste à étudier le lien entre les galaxies et les trous noirs supermassifs situés en leur centre. Les scientifiques utiliseront l’observatoire pour explorer la manière dont ces trous noirs gigantesques et leurs galaxies hôtes évoluent ensemble au fil du temps cosmique. Cette relation est essentielle pour comprendre comment les galaxies acquièrent leur structure et pourquoi l’Univers présente son apparence actuelle.

Le troisième domaine concerne la création d’éléments plus lourds et plus complexes que l’hydrogène et l’hélium. Ces deux éléments légers ont été produits lors du Big Bang, mais bon nombre des ingrédients nécessaires aux planètes et à la vie se sont formés plus tard. Les détecteurs de PRIMA étudieront la poussière cosmique dans différents environnements et à différentes périodes de l’histoire de l’Univers, aidant les chercheurs à retracer la manière dont ces éléments ont été produits et distribués.

Des étudiants pour contribuer à préparer la mission

Pope entend également faire de l’UMass Amherst un lieu de formation pour les chercheurs travaillant sur le projet. Son laboratoire développera des logiciels et d’autres méthodes pour interpréter les données que PRIMA transmettra finalement à la Terre. Le groupe prévoit de recruter des chercheurs postdoctoraux et des étudiants diplômés, ainsi que d’employer des étudiants de premier cycle pour des analyses liées à la mission.

Cette préparation devrait se poursuivre au cours de la prochaine décennie, avant et après le lancement. Les étudiants apprendront les techniques nécessaires pour traiter les observations réelles une fois le télescope opérationnel, tout en contribuant à des volets plus restreints de l’effort scientifique global.

Le passage de la mission à la phase B donne à l’équipe l’occasion de tester et d’améliorer ses plans avant que la NASA ne prenne sa décision concernant la mise en œuvre. Pour Pope et ses collaborateurs, le projet offre un moyen d’explorer les questions laissées en suspens par les observatoires spatiaux plus récents, tout en développant l’expertise nécessaire pour analyser un futur flux de données dans l’infrarouge lointain.