Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, διάδοχος του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble, αποτελεί καθορισμένη προτεραιότητα της χρηματοδότησης της αστρονομίας από την κυβέρνηση του Καναδά. Άλλα έργα, λένε οι αστρονόμοι, απειλούνται από περικοπές του προϋπολογισμού.
(Εικόνα: © ESA)
Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA, που έχει προγραμματιστεί να ξεκινήσει το 2021, θα διερευνήσει τον κόσμο για να αποκαλύψει την ιστορία του σύμπαντος από τη Μεγάλη Έκρηξη έως τον σχηματισμό ξένων πλανητών και όχι μόνο. Θα επικεντρωθεί σε τέσσερις κύριους τομείς: πρώτο φως στο σύμπαν, συναρμολόγηση γαλαξιών στο πρώιμο σύμπαν, γέννηση αστεριών και πρωτοπλανητικών συστημάτων και πλανήτες (συμπεριλαμβανομένης της προέλευσης της ζωής).
Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) θα εκτοξευτεί σε έναν πύραυλο Ariane 5 από τη Γαλλική Γουιάνα, και στη συνέχεια θα χρειαστούν 30 ημέρες για να πετάξει ένα εκατομμύριο μίλια στο μόνιμο σπίτι του: ένα σημείο Lagrange ή μια βαρυτικά σταθερή τοποθεσία στο διάστημα. Θα περιστρέφεται γύρω από το L2, ένα σημείο στο διάστημα κοντά στη Γη που βρίσκεται απέναντι από τον ήλιο. Αυτό ήταν ένα δημοφιλές σημείο για πολλά άλλα διαστημικά τηλεσκόπια, όπως το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Herschel και το Διαστημικό Παρατηρητήριο του Planck.
Το ισχυρό διαστημικό σκάφος 8,8 δισεκατομμυρίων δολαρίων αναμένεται επίσης να τραβήξει εκπληκτικές φωτογραφίες ουράνιων αντικειμένων όπως ο προκάτοχός του, το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Ευτυχώς για τους αστρονόμους, το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble παραμένει σε καλή υγεία και είναι πιθανό τα δύο τηλεσκόπια να συνεργαστούν για τα πρώτα χρόνια του JWST. Το JWST θα εξετάσει επίσης εξωπλανήτες που βρήκε το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Kepler ή θα παρακολουθήσει παρατηρήσεις σε πραγματικό χρόνο από τηλεσκόπια επίγειου διαστήματος.
JWST επιστήμη
Η επιστημονική εντολή του JWST διαιρείται κυρίως σε τέσσερις τομείς:
- Πρώτο φως και επαναπροσδιορισμός: Αυτό αναφέρεται στα πρώτα στάδια του σύμπαντος αφού το Big Bang ξεκίνησε το σύμπαν όπως το γνωρίζουμε σήμερα. Στα πρώτα στάδια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, το σύμπαν ήταν μια θάλασσα σωματιδίων (όπως ηλεκτρόνια, πρωτόνια και νετρόνια) και το φως δεν ήταν ορατό μέχρι το σύμπαν να κρυώσει αρκετά ώστε αυτά τα σωματίδια να αρχίσουν να συνδυάζονται. Ένα άλλο πράγμα που θα μελετήσει η JWST είναι αυτό που συνέβη μετά τη δημιουργία των πρώτων αστεριών. Αυτή η εποχή ονομάζεται «η εποχή του ιονικοποίησης» επειδή αναφέρεται στο πότε το ουδέτερο υδρογόνο επανιονίστηκε (έγινε για να έχει ξανά ηλεκτρικό φορτίο) από ακτινοβολία από αυτά τα πρώτα αστέρια.
- Συναρμολόγηση γαλαξιών: Η εξέταση των γαλαξιών είναι ένας χρήσιμος τρόπος να δούμε πώς οργανώνεται η ύλη σε γιγαντιαίες κλίμακες, η οποία με τη σειρά της μας δίνει συμβουλές για το πώς εξελίχθηκε το σύμπαν. Οι σπειροειδείς και ελλειπτικοί γαλαξίες που βλέπουμε σήμερα πραγματικά εξελίχθηκαν από διαφορετικά σχήματα για δισεκατομμύρια χρόνια και ένας από τους στόχους του JWST είναι να κοιτάξουμε πίσω τους πρώτους γαλαξίες για να κατανοήσουμε καλύτερα αυτήν την εξέλιξη. Οι επιστήμονες προσπαθούν επίσης να καταλάβουν πώς αποκτήσαμε την ποικιλία των γαλαξιών που είναι ορατοί σήμερα, και τους τρέχοντες τρόπους που σχηματίζουν και συναρμολογούνται οι γαλαξίες.
- Γέννηση αστεριών και πρωτοπλανητικών συστημάτων: Οι "Πυλώνες της Δημιουργίας" του Νεφέλου του Eagle είναι μερικοί από τους πιο διάσημους τόπους γέννησης για αστέρια. Τα αστέρια έρχονται σε σύννεφα αερίου, και καθώς τα αστέρια μεγαλώνουν, η πίεση ακτινοβολίας που ασκεί εκτοξεύει το αέριο κουκούλι (το οποίο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ξανά για άλλα αστέρια, αν δεν είναι πολύ διασκορπισμένα.) Ωστόσο, είναι δύσκολο να το δούμε μέσα στο αέριο. Τα υπέρυθρα μάτια του JWST θα μπορούν να εξετάζουν πηγές θερμότητας, συμπεριλαμβανομένων των αστεριών που γεννιούνται σε αυτά τα κουκούλια.
- Πλανήτες και προέλευση της ζωής: Την τελευταία δεκαετία ανακαλύφθηκε τεράστιος αριθμός εξωπλανητών, συμπεριλαμβανομένου του διαστημικού τηλεσκοπίου Kepler που αναζητά τον πλανήτη της NASA. Οι ισχυροί αισθητήρες του JWST θα είναι σε θέση να κοιτάζουν πιο κοντά σε αυτούς τους πλανήτες, συμπεριλαμβανομένης (σε ορισμένες περιπτώσεις) απεικόνισης της ατμόσφαιρας τους. Η κατανόηση της ατμόσφαιρας και οι συνθήκες σχηματισμού των πλανητών θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να προβλέψουν καλύτερα εάν ορισμένοι πλανήτες είναι κατοικήσιμοι ή όχι.
Όργανα επί του σκάφους
Το JWST θα είναι εξοπλισμένο με τέσσερα επιστημονικά όργανα.
- Κοντινή υπέρυθρη κάμερα (NIRCam): Παρέχεται από το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, αυτή η υπέρυθρη κάμερα θα ανιχνεύσει φως από αστέρια σε κοντινούς γαλαξίες και αστέρια στον Γαλαξία μας. Θα αναζητήσει επίσης φως από αστέρια και γαλαξίες που σχηματίστηκαν νωρίς στη ζωή του σύμπαντος. Το NIRCam θα είναι εξοπλισμένο με κορόνες που μπορούν να εμποδίσουν το φως ενός φωτεινού αντικειμένου, κάνοντας τα πιο αμυδρό αντικείμενα κοντά σε αυτά τα αστέρια (όπως πλανήτες) να είναι ορατά.
- Φασματογράφος εγγύς υπέρυθρων (NIRSpec): Το NIRSpec θα παρατηρήσει ταυτόχρονα 100 αντικείμενα, αναζητώντας τους πρώτους γαλαξίες που σχηματίστηκαν μετά το Big Bang. Το NIRSpec παρασχέθηκε από την Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος με τη βοήθεια του Goddard Space Flight Center της NASA.
- Μέσο υπέρυθρων μέσων (MIRI): Το MIRI θα παράγει εκπληκτικές διαστημικές φωτογραφίες μακρινών ουράνιων αντικειμένων, ακολουθώντας την παράδοση της αστροφωτογραφίας του Χαμπλ. Ο φασματογράφος που αποτελεί μέρος του οργάνου θα επιτρέψει στους επιστήμονες να συλλέξουν περισσότερες φυσικές λεπτομέρειες για απομακρυσμένα αντικείμενα στο σύμπαν. Το MIRI θα ανιχνεύσει απομακρυσμένους γαλαξίες, εξασθενημένους κομήτες, σχηματίζοντας αστέρια και αντικείμενα στη ζώνη Kuiper. Το MIRI χτίστηκε από την Ευρωπαϊκή Κοινοπραξία με τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος και το Jet Propulsion Laboratory της NASA.
- Fine Guidance Sensor / Near InfraRed Imager και Slitless Spectrograph (FGS / NIRISS): Αυτό το όργανο του καναδικού διαστημικού γραφείου μοιάζει περισσότερο με δύο όργανα σε ένα. Η συνιστώσα FGS είναι υπεύθυνη για τη διατήρηση του JWST σε σωστή κατεύθυνση κατά τη διάρκεια των επιστημονικών του ερευνών. Το NIRISS θα επεκτείνει τον κόσμο για να βρει υπογραφές του πρώτου φωτός στο σύμπαν και να αναζητήσει και να χαρακτηρίσει τους εξωγήινους πλανήτες.
Το τηλεσκόπιο θα διαθέτει επίσης αντηλιακό γήπεδο τένις και καθρέφτη 21,3 ποδιών (6,5 μέτρα) - ο μεγαλύτερος καθρέφτης που κυκλοφόρησε ποτέ στο διάστημα. Αυτά τα εξαρτήματα δεν θα χωρέσουν στον πύραυλο που εκτοξεύει το JWST, οπότε και τα δύο θα ξεδιπλωθούν μόλις το τηλεσκόπιο βρίσκεται στο διάστημα.
Ιστορικό JWST
Ο James Webb ο άντρας
Το JWST ονομάζεται για τον πρώην επικεφαλής της NASA James Webb. Ο Webb ανέλαβε την ευθύνη του διαστημικού γραφείου από το 1961 έως το 1968, αποσυρμένος λίγους μήνες προτού η NASA βάλει τον πρώτο άνθρωπο στο φεγγάρι.
Αν και η θητεία του Webb ως διαχειριστή της NASA συνδέεται στενά με το πρόγραμμα Apollo moon, θεωρείται επίσης ηγέτης στην επιστήμη του διαστήματος. Ακόμα και σε μια εποχή μεγάλης πολιτικής αναταραχής, ο Webb έθεσε τους επιστημονικούς στόχους της NASA, γράφοντας ότι η εκτόξευση ενός μεγάλου διαστημικού τηλεσκοπίου θα πρέπει να είναι βασικός στόχος της διαστημικής υπηρεσίας. [Δείτε φωτογραφίες του JWST, διάδοχου του Χαμπλ]
Η NASA ξεκίνησε περισσότερες από 75 διαστημικές αποστολές επιστήμης υπό την καθοδήγηση του Webb. Περιλάμβαναν αποστολές που μελέτησαν τον ήλιο, τα αστέρια και τους γαλαξίες, καθώς και το διάστημα ακριβώς πάνω από την ατμόσφαιρα της Γης.
Πρόσθετες αναφορές από τον Miriam Kramer, συγγραφέα του Space.com.
