Jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba zmienił astronomię w tym roku: NPR

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba został wystrzelony 25 grudnia 2021 r. Jego pierwsze zdjęcia — takie jak ten przedstawiający Mgławicę Carina — zaskoczyły badaczy.

NASA, ESA, CSA, STScI

Ukryj podpis

Przełącz napis

NASA, ESA, CSA, STScI

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba został wystrzelony 25 grudnia 2021 r. Jego pierwsze zdjęcia — takie jak ten przedstawiający Mgławicę Carina — zaskoczyły badaczy.

NASA, ESA, CSA, STScI

Rok temu Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba rozpoczął swoją podróż w kosmosie.

„JWST wystartował w Boże Narodzenie, a potem był to prezent, którego pozbycie się zajęło sześć miesięcy” – powiedziała Jane Rigby, astronom NASA i naukowiec projektu operacyjnego.

Filary Stworzenia zostały po raz pierwszy sfotografowane przez Hubble’a w 1995 roku. Obraz internetowy ujawnia niezliczone nowo powstałe gwiazdy migoczące wśród słupów gazu i pyłu.

NASA, ESA, CSA, STScI

Ukryj podpis

Przełącz napis

NASA, ESA, CSA, STScI

Filary Stworzenia zostały po raz pierwszy sfotografowane przez Hubble’a w 1995 roku. Obraz internetowy ujawnia niezliczone nowo powstałe gwiazdy migoczące pośród słupów gazu i pyłu.

NASA, ESA, CSA, STScI

Po wstępnym okresie kalibracji teleskop zaczął zbierać dane. Pierwsze wyniki zdumiały astronomów.

„Pobrałem dane, siedzę w piżamie… Wiesz, to pandemia, wszyscy pracujemy z domu” – powiedział Rigby. „Wyciągnąłem te dane i po prostu zacząłem je przeglądać, przelewać. I to było takie piękne”.

Po zaledwie pięciu miesiącach swojej misji naukowej teleskop już zmienia oblicze astronomii. Narzędzia teleskopu pozwoliły mu uchwycić wcześniej niewidziane planety, gwiazdy i galaktyki, zarówno bliskie, jak i dalekie.

NPR rozmawiało z trzema astronomami z różnych dyscyplin astronomicznych o tym, jak JWST rozwija badania w swojej dziedzinie. Wszyscy zgadzają się, że JWST zmienił reguły gry i że wciąż jest wiele przełomowych badań.

„Systemy pętli po prostu wyskakują i są świetne”

Zdjęcia Neptuna wykonane przez JWST należą do najczystszych pierścieni planety wykonanych od dziesięcioleci. Jasny, niebieskawy obiekt to duży, zamrożony księżyc Neptuna, Tryton.

NASA, ESA, CSA, STScI

Ukryj podpis

Przełącz napis

NASA, ESA, CSA, STScI

Zdjęcia Neptuna wykonane przez JWST należą do najczystszych pierścieni planety wykonanych od dziesięcioleci. Jasny, niebieskawy obiekt to duży, zamrożony księżyc Neptuna, Tryton.

NASA, ESA, CSA, STScI

Heidi Hamill jest astronomem planetarnym i naukowcem interdyscyplinarnym w projekcie JWST. Dołączyła do zespołu w 2002 roku, ponieważ chciała badać planetę Neptun.

We wrześniu JWST skierował swoje lustra na lodowego giganta.

„Kiedy po raz pierwszy zobaczyłem obraz na ekranie komputera, byłem bardzo wzruszony” — powiedział Hamill. „Najpierw zacząłem płakać, a potem zacząłem krzyczeć i wzywać wszystkich moich bliskich, aby przyszli na to zdjęcie!”

To najczystsze zdjęcie pierścieni Neptuna od dziesięcioleci, wykonane przez JWST. Obserwowany tutaj na falach bliskiej podczerwieni Neptun wydaje się upiornie biały zamiast niebieskiego.

NASA, ESA, CSA, STScI

Ukryj podpis

Przełącz napis

NASA, ESA, CSA, STScI

To najczystsze zdjęcie pierścieni Neptuna od dziesięcioleci, wykonane przez JWST. Obserwowany tutaj na falach bliskiej podczerwieni Neptun wydaje się upiornie biały zamiast niebieskiego.

NASA, ESA, CSA, STScI

Hamill powiedział, że przed JWST astronomowie nigdy nie obserwowali wyraźnie układu pierścieni Neptuna. Sonda Voyager przeleciała obok Neptuna w 1989 roku, ale udało jej się uchwycić tylko najjaśniejsze części pierścieni planety.

Instrumenty JWST wykryły pętle z niezrównaną wyrazistością.

„Boom! Loop Systems wychodzą od razu i są świetne” – powiedział Hamill.

Jak wyjście z wirtualnej rzeczywistości do realnego świata.

Poza naszym Układem Słonecznym JWST pomógł astronomom również w monitorowaniu najstarszych i najbardziej odległych znanych galaktyk.

„Od wielu lat przyglądam się symulowanym danym, próbując naśladować to, co zobaczy JWST. Kiedy więc po raz pierwszy zobaczyłem dane, poczułem się, jakbym wyszedł z rzeczywistości wirtualnej do prawdziwego świata” — powiedział Brant Robertson, profesor astronomii i astrofizyki na Uniwersytecie Michigan w Kalifornii w Santa Cruz.

Robertson należy do zespołu badaczy, którzy odkryli najstarsze kiedykolwiek obserwowane galaktyki. Instrumenty JWST pozwoliły jego zespołowi zidentyfikować galaktyki mające do 13,4 miliarda lat – galaktyki, które powstały mniej niż 400 milionów lat po Wielkim Wybuchu, czyli bardzo mały ułamek wieku Wszechświata.

Na tym zdjęciu widać setki galaktyk, które łączy kolory bliskiej podczerwieni uchwycone przez teleskop Webba z kolorami z Hubble’a.

NASA, Europejska Agencja Kosmiczna, Kanadyjska Agencja Kosmiczna i. Pagan (STScI) i R Jansen (ASU)

Ukryj podpis

Przełącz napis

NASA, Europejska Agencja Kosmiczna, Kanadyjska Agencja Kosmiczna i. Pagan (STScI) i R Jansen (ASU)

Na tym zdjęciu widać setki galaktyk, które łączy kolory bliskiej podczerwieni uchwycone przez teleskop Webba z kolorami z Hubble’a.

NASA, Europejska Agencja Kosmiczna, Kanadyjska Agencja Kosmiczna i. Pagan (STScI) i R Jansen (ASU)

„Odkrywając te bardzo wczesne galaktyki, możemy dowiedzieć się czegoś o naszej własnej historii, ogólnie o historii wszechświata, ale także konkretnie o naszym domu” – powiedział Robertson.

Podczas gdy starsze teleskopy, takie jak Hubble, dawały astronomom wgląd w to, co tam było, powiedział Robertson, JWST poszerzył możliwy rodzaj nauki.

„To tak, jakby otworzyć książkę, której koniec chciałeś poznać od tak dawna, ale odkładałeś przeczytanie tego końcowego akapitu” — powiedział Robertson — „a potem w końcu zobaczyłeś, jak cała historia została ci ujawniona”.

„Prawie wszystko, co robimy, nie było możliwe przed tym teleskopem”.

Jane Rigby, naukowiec projektu operacyjnego w JWST, również używa teleskopu do badania odległych galaktyk.

Naturalnie występujące zjawisko zwane soczewkowaniem grawitacyjnym wzmacnia światło z galaktyk, które Rigby monitoruje – łącząc to z JWST, była w stanie przeciąć kosmiczny pył, aby zbadać, jak gwiazdy powstają w tych galaktykach.

Webb robi zdjęcie protogwiazdy, początku nowej gwiazdy. „Klepsydrę” obłoków pyłu i gazu można zobaczyć tylko w świetle podczerwonym, długościach fal, w których specjalizuje się Webb.

NASA, ESA, CSA, STScI

Ukryj podpis

Przełącz napis

NASA, ESA, CSA, STScI

Webb robi zdjęcie protogwiazdy, początku nowej gwiazdy. „Klepsydrę” obłoków pyłu i gazu można zobaczyć tylko w świetle podczerwonym, długościach fal, w których specjalizuje się Webb.

NASA, ESA, CSA, STScI

„Nie wszystko, co robimy, było możliwe przed tym teleskopem” – powiedział Rigby.

Rigby powiedział, że instrumenty Hubble’a nie były w stanie zobaczyć pyłu, który przesłania te galaktyki. Co więcej, instrumenty JWST pozwalają badać fizyczny skład tych galaktyk za pomocą spektroskopii, techniki powszechnie stosowanej przez astronomów do określania składu chemicznego obiektów w kosmosie.

„Badamy, gdzie w tych soczewkujących galaktykach powstają gwiazdy w sposób, który jest śmiesznie niemożliwy przy użyciu jakiegokolwiek innego teleskopu” – powiedział Rigby.

JWST już udowodnił, że jest doskonałym narzędziem dla astronomów, powiedział Rigby, ale jego największe odkrycia dopiero nadejdą.

„Dopiero zaczynamy otrzymywać tę powódź dokumentów ogłaszających odkrycia” – powiedziała. JWST jest używany do badania planet w naszym Układzie Słonecznym, atmosfer planet w innych układach słonecznych, jak umierają gwiazdy, jak ewoluują galaktyki i wiele więcej, powiedział Rigby.

Na zdjęciu z niespotykaną szczegółowością umierająca gwiazda wyrzuca gaz i pył. Obrazy takie jak to z JWST pomogą nam lepiej zrozumieć ewolucję gwiazd.

NASA, ESA, CSA, STScI

Ukryj podpis

Przełącz napis

NASA, ESA, CSA, STScI

Na zdjęciu z niespotykaną szczegółowością umierająca gwiazda wyrzuca gaz i pył. Obrazy takie jak to z JWST pomogą nam lepiej zrozumieć ewolucję gwiazd.

NASA, ESA, CSA, STScI

I chociaż JWST jest znacznie potężniejszy niż poprzednie teleskopy, Rigby mówi, że astronomowie nadal mogą używać Hubble’a do uzupełniania obserwacji JWST.

„Pod wieloma względami JWST został zbudowany, aby robić rzeczy, których Hubble nie może, więc naprawdę dobrze ze sobą współpracują” – powiedział Rigby. „Miotacz i kapitan drużyny baseballowej robią różne rzeczy”.

Rigby powiedział, że teleskop ma na pokładzie wystarczającą ilość paliwa, aby przetrwać ponad 20 lat w kosmosie, więc możliwe, że może przekroczyć minimum planowanej misji wynoszącej pięć lat.

„Myślę, że przyszły rok będzie jeszcze bardziej ekscytujący niż ten” – powiedział Rigby.

W końcu zbadanie danych zebranych przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba i zobaczenie, jak bardzo może zmienić nasze rozumienie wielu tajemnic wszechświata, zajmie trochę czasu.