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Au-delà de l'orbite de Neptune s'étend un océan d'îles glacées qui n'a presque pas changé depuis quatre milliards d'années. Ces îles, appelées objets transneptuniens, conservent la recette de la naissance des planètes. Jusqu'à récemment, les astronomes ne voyaient que les plus grandes d'entre elles, tandis que les petites, de la taille d'une ville, restaient invisibles.

Un stroboscope dans une salle obscure saisit des ombres fugitives que l'œil ne perçoit pas. Un trou noir primordial de la taille d'un virus, passant devant une étoile lointaine, amplifie sa lumière pendant quelques secondes, comme une loupe braquée sur une ampoule.

Le pulsar PSR J0614-3329 effectue 318 tours par seconde. Un point à son équateur se déplace à environ 10 % de la vitesse de la lumière. Vu de l'extérieur, l'étoile ressemble à un phare qui tourne si vite que son faisceau se fond en un anneau continu.

La lumière qui n'atteint pas la caméra laisse pourtant sa trace sur elle. C'est ainsi que fonctionne la nouvelle méthode de prise de vue : on éclaire l'objet avec une couleur, et l'image est assemblée à partir d'une autre. Dans le cristal, les ondes lumineuses se mélangent, et l'information sur l'invisible passe au faisceau visible.

L'appareil éclaire l'échantillon avec un faisceau infrarouge, et les molécules répondent par leur motif d'absorption — comme des clochettes de tons différents. Ce motif, le spectre, contient des informations sur la composition chimique.

Chaque matin, le jardinier ratisse les feuilles en un tas. Le Soleil, en traversant la galaxie, fait quelque chose de semblable : sa gravité rassemble le gaz interstellaire diffus en un cône invisible — un entonnoir géant.

Dans le nuage froid du Taureau, où naissent les étoiles, les télescopes ont repéré des molécules à l'odeur d'amande amère : les nitriles aromatiques. Sur Terre, on les trouve dans les noyaux de pêches, mais dans l'espace, ils flottent dans la poussière glacée. Que leur arrive-t-il sous les ultraviolets intenses des jeunes étoiles ?

L'orchestre joue, mais les musiciens ne s'entendent pas. Le chef interrompt sans cesse la musique et s'approche de chacun pour accorder son instrument. C'est à peu près ainsi que fonctionnent les télescopes spatiaux à miroir segmenté.

En mars 2023, le télescope spatial James Webb a pointé ses instruments vers la comète périodique 81P/Wild 2.

Une étoile enveloppée dans une couverture invisible chauffe plus qu'elle-même. C'est exactement ce que montrent dix naines rouges suivies par les astronomes du projet Hephaistos.

Chaque nuit, des centaines d'observatoires scrutent le ciel, mais les planètes autour d'autres étoiles restent des fantômes. Leur lumière est des milliards de fois plus faible que celle de leur étoile parente — la tâche semble désespérée.

2,41 heures. C'est exactement la durée d'une journée sur SIMP 0136 — une planète errante solitaire située à 6,1 parsecs de nous. C'est deux fois plus loin que Proxima du Centaure. Sa masse est comprise entre 12,7 et 17,8 masses de Jupiter, à la frontière entre planète et étoile.

Le bord du projecteur. Dès qu'on masque l'éclat aveuglant de l'étoile centrale, un théâtre d'ombres apparaît. Le coronographe de James Webb, tel un rideau épais, a occulté l'étoile TW Hydrae – et sur une scène de 120 unités astronomiques (quatre fois la distance jusqu'à Neptune), son disque d'accrétion entre en jeu.

Cent quarante parsecs – la distance que la lumière parcourt en quatre siècles et demi – nous séparent du nuage moléculaire du Taureau. Dans ses profondeurs se cachent des condensations sombres : les cœurs préstellaires, où le gaz et la poussière cosmique se compriment lentement sous leur propre poids.

Deux cent quarante-deux mille trois cent vingt-sept galaxies — comme des grains de sable sur une plage. Mais les astronomes ont transformé ce chaos en carte : l'algorithme UMAP a pris de chaque galaxie onze paramètres — sept couleurs de l'optique au moyen infrarouge (c'est la…

Pendant treize milliards d'années, la lumière a voyagé à travers le vide cosmique. Elle contournait de massifs galaxie qui, comme l'avait prédit Einstein, agissaient comme des lentilles géantes — amplifiant et déformant le lointain rayonnement. En 2023, l'instrument NIRSpec à bord de James Webb a capté cette lumière et l'a décomposée en spectres.

En 2024, le projet « Héphaïstos » a passé au crible des millions d'étoiles et a identifié plusieurs dizaines de suspects : elles brillaient dans l'infrarouge moyen plus fortement que ne le devrait une naine rouge ordinaire.

Le télescope James Webb a plongé son regard dans un monde double étrange. Là, une étoile morte — une naine blanche — fait rôtir lentement son compagnon, une naine brune. L'objet nommé ZTFJ0038+2030 effectue une orbite complète en quelques heures seulement.

Les étoiles à neutrons, nées dans le feu des supernovas, ne cessent de surprendre, près d'un siècle après leur prédiction.

La planète WASP-121 b est une géante gazeuse chauffée à 2500°C. Elle fait toujours face à son étoile, comme un globe figé sous une lampe. Mais lorsqu'elle passe devant le disque de l'étoile, sa rotation nous révèle différentes facettes — comme si l'on faisait lentement pivoter ce globe pour en explorer chaque recoin.

L'atmosphère de Titan, découverte par Christiaan Huygens, est opaque aux télescopes ordinaires. Mais la spectroscopie révèle des « fenêtres » de transparence — d'étroites zones où le brouillard se dissipe.

Après la fusion, le trou noir nouveau-né émet une vibration qui s'estompe — des ondes gravitationnelles semblables au son d'une cloche. Grâce aux harmoniques de ce signal, la spectroscopie permet d'en déterminer la masse et la vitesse de rotation.

Les astronomes ont pointé James Webb vers l'exoplanète rocheuse LHS 3844 b — un monde autour d'une étoile lointaine, où l'année ne dure que 11 heures. La planète est toujours tournée du même côté vers son étoile : sur la face diurne, une chaleur permanente de 770°C règne, tandis que la face nocturne est plongée dans l'obscurité glaciale.

Une planète géante flotte dans l'espace, complètement seule, à une distance de son étoile 160 fois supérieure à celle qui sépare le Soleil de Pluton. La lumière de son étoile parente lui parvient si faiblement que la température à sa surface dépasse à peine 200 degrés Celsius — à peu près comme dans un sauna bien chaud.

L'odeur du pain frais signale sans erreur la proximité d'une boulangerie. Mais pour savoir si la cuisson est en cours, il est plus important de capter non pas l'arôme lui-même, mais son intensification — le flux continu d'air chaud qui sort du four.

La roche chaude et le sable froid se refroidissent différemment la nuit. Un instrument en orbite autour de Mars mesure cette chaleur, et grâce à elle, on peut savoir de quoi est faite la surface — poussière meuble, croûte dense ou roche. Mais les images thermiques ont une résolution de 100 mètres par point : un stade de football entier tient dans un seul pixel.

Un monde qui a refusé pendant des années de montrer son visage. La planète GJ 1214 b est exactement ce cas. Elle est plus grande que la Terre, mais plus petite que Neptune, et son enveloppe dense rendait son atmosphère invisible aux télescopes : la lumière de l'étoile la traversait sans laisser de traces nettes.

Il y a trente-six ans, une étoile explosait dans une galaxie voisine. L'explosion a été baptisée supernova 1987A, et depuis, on la suit presque chaque année. Aujourd'hui, le télescope James Webb a observé ses restes en infrarouge moyen, cette partie du spectre où brillent la poussière et le gaz chauffé.

Lorsqu'une exoplanète masque brièvement son étoile, la lumière stellaire traverse son atmosphère et en absorbe la saveur chimique. Cette technique — la méthode du transit — est au cœur du travail du télescope James Webb.

Les microplastiques — ces minuscules fragments de polymères synthétiques — se retrouvent aujourd'hui partout, des glaciers de montagne aux aliments.

La lumière que nous ne voyons pas, mais que nous ressentons comme chaleur, s'est révélée être la clé de la vie cellulaire. Un nouveau type de microscope utilise des ondes de 2000 à 2500 nanomètres de longueur — soit trois fois plus longues que la lumière rouge — et ces ondes se dispersent à peine dans les tissus.

Une étoile à neutrons est une sphère de la taille d'une ville, mais avec une masse comparable à celle du Soleil. Une cuillère à café de sa matière pèserait autant qu'une montagne. L'étoile PSR J0030+0451 tourne sur elle-même des centaines de fois par seconde et émet d'étroits faisceaux de rayons X.

La lumière dans l'eau trouble se comporte comme une personne dans un épais brouillard : chaque pas est une collision, et l'image se brouille. C'est pourquoi un microscope ordinaire ne voit pas à travers la peau ou le lait.

La jeune planète AU Mic b a été surprise en train de se cacher derrière son étoile. Le télescope Spitzer a suivi la lueur infrarouge : lorsque la planète a disparu, la lumière totale du système a légèrement diminué. La différence n'était que de 171 parties par million — comme une goutte d'encre dans dix seaux d'eau.

Une galaxie, c'est comme une ville où l'on a cessé de construire de nouveaux immeubles. Les étoiles n'y naissent plus, et à voir les vieux bâtiments, on peut deviner quand le chantier battait son plein. Des astronomes ont observé 14 de ces « villes fantômes » aux confins de l'Univers visible — leur lumière a voyagé 11 à 12 milliards d'années jusqu'à nous.

Un objet rouge lointain signifie généralement une chose : un rideau de poussière devant un disque incandescent qui tombe dans un trou noir. Mais lorsque James Webb a décomposé sa lumière en nuances, une ombre est apparue à l'intérieur — exactement comme la vapeur d'eau bouillante intercepte les rayons.

Les images de la nébuleuse des Pléiades prises par le télescope James Webb révèlent un tableau étonnant : les nuages de poussière interstellaire brillent de manière irrégulière, comme si on les avait étirés dans une direction.

Au centre de presque chaque grande galaxie se cache un trou noir. Lorsqu'il absorbe du gaz, il rejette de puissants flux — comme un dragon qui, incapable d'avaler toute sa proie, crache des flammes.

La lumière infrarouge d'une longueur d'onde d'environ trois micromètres est la plage de travail pour l'identification des molécules : chaque molécule absorbe la lumière à ses fréquences caractéristiques, laissant des « empreintes digitales ».

L'amas de galaxies de la Balle est un lieu où deux énormes nuages de galaxies, de gaz et de matière invisible sont entrés en collision. Lorsque la lumière d'étoiles lointaines passe à proximité d'un tel amas, la gravité courbe son trajet, comme une lentille.