Αρχική Διάστημα Πώς το James Webb έφερε επανάσταση στην αστρονομία το 2022

Πώς το James Webb έφερε επανάσταση στην αστρονομία το 2022

Σύνταξη: ecozen.gr

0
κοσμικοί βράχοι - JWST - James Webb
Εικόνα: NASA, ESA, CSA, and STScI
Διαφήμιση

Το πλήθος στο αμφιθέατρο άρχισε να μουρμουρίζει και μετά να αναφωνεί, καθώς η Έμμα Κέρτις-Λέικ ανέβαζε τις διαφάνειες της στην οθόνη. «Φοβερο!», κάποιος είπε.

Η Κέρτις-Λέικ, μια αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο του Hertfordshire στο Hatfield, στο Ηνωμένο Βασίλειο, παρουσίαζε μερικά από τα πρώτα αποτελέσματα σε μακρινούς γαλαξίες από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) της NASA. Δεν ήταν η τελευταία φορά που οι αστρονόμοι άρχισαν να φλυαρούν ενθουσιασμένοι αυτή την εβδομάδα καθώς κοίταζαν τις αρχικές ανακαλύψεις του τηλεσκοπίου, σε ένα συμπόσιο που πραγματοποιήθηκε στο Επιστημονικό Ινστιτούτο του Διαστημικού Τηλεσκοπίου (STScI) στη Βαλτιμόρη του Μέριλαντ.

Τους πρώτους μόλις μήνες των επιστημονικών δραστηριοτήτων του, το JWST έχει προσφέρει εκπληκτικές πληροφορίες για ουράνια σώματα που κυμαίνονται από πλανήτες στο Ηλιακό Σύστημα έως αστέρια σε άλλα μέρη του σύμπαντος. Αυτές οι ανακαλύψεις έχουν οξύνει την προθυμία των ερευνητών να επωφεληθούν περισσότερο από τις δυνατότητες του παρατηρητηρίου. Οι επιστήμονες επεξεργάζονται τώρα νέες προτάσεις για το τι πρέπει να κάνει το τηλεσκόπιο στο δεύτερο έτος του, ακόμη και όταν αγωνίζονται για χρηματοδότηση και συζητούν εάν τα δεδομένα του τηλεσκοπίου πρέπει να είναι πλήρως ανοιχτής πρόσβασης.

Εκτόξευση με λευκή άρθρωση

Το JWST εκτοξεύτηκε στις 25 Δεκεμβρίου 2021 ως το πιο ακριβό, πιο καθυστερημένο και πιο περίπλοκο διαστημικό παρατηρητήριο που κατασκευάστηκε ποτέ. Οι αστρονόμοι κράτησαν την ανάσα τους καθώς το μηχάνημα των 10 δισεκατομμυρίων δολαρίων περνούσε από μια περίπλοκη εξάμηνη μηχανική ανάπτυξη στο βαθύ διάστημα, κατά τη διάρκεια της οποίας εκατοντάδες πιθανές αστοχίες θα μπορούσαν να το είχαν καταστρέψει σοβαρά.

Αλλά λειτουργεί — και μάλιστα θεαματικά. «Αισθάνομαι πραγματικά τυχερή που ζω ως επιστήμονας για να δουλέψω με αυτό το καταπληκτικό τηλεσκόπιο», λέει η Λόρα Κρέιντμπεργκ, αστρονόμος στο Ινστιτούτο Αστρονομίας Max Planck στη Χαϊδελβέργη της Γερμανίας.

james webb
NASA

Στην αρχή, τον Ιούλιο, ήρθε μια σειρά προεκτυπώσεων σχετικά με την πρώιμη εξέλιξη των γαλαξιών. Η διαστολή του Σύμπαντος έχει τεντώσει το φως των μακρινών γαλαξιών στο υπέρυθρο, τα μήκη κύματος που συλλαμβάνει το JWST. Αυτό επιτρέπει στο τηλεσκόπιο να παρατηρεί μακρινούς γαλαξίες, συμπεριλαμβανομένων αρκετών τόσο μακρινών που φαίνονται όπως ήταν μόλις 350 εκατομμύρια έως 400 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη (Big Bang), η οποία συνέβη πριν από 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια.

Πολλοί πρώιμοι γαλαξίες που εντοπίστηκαν από το JWST είναι φωτεινότεροι, πιο διαφορετικοί και καλύτερα σχηματισμένοι από ό,τι περίμεναν οι αστρονόμοι. «Φαίνεται ότι το πρώιμο Σύμπαν ήταν ένας πολύ βαθύς δημιουργός γαλαξιών», λέει ο Στίβεν Φίνκελσταϊν, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Όστιν.

Ορισμένα από αυτά τα αρχικά ευρήματα αναθεωρούνται καθώς βελτιώνονται οι βαθμονομήσεις δεδομένων και πολλοί από τους πρώιμους ισχυρισμούς για μακρινούς γαλαξίες περιμένουν επιβεβαίωση από φασματοσκοπικές μελέτες του φωτός των γαλαξιών. Ωστόσο, αστρονόμοι, συμπεριλαμβανομένου της Κέρτις-Λέικ, ανακοίνωσαν στις 9 Δεκεμβρίου ότι έχουν ήδη επιβεβαιώσει φασματοσκοπική επιβεβαίωση δύο γαλαξιών που είναι πιο μακριά από οποιονδήποτε άλλο επιβεβαιωμένο στο παρελθόν.

Απίστευτες λεπτομέρειες

Σε πιο κοντινές περιοχές του σύμπαντος, το JWST αποδίδει πληροφορίες για τον σχηματισμό και την εξέλιξη των άστρων, χάρη στην απότομη ανάλυση και την υπέρυθρη όρασή του.

«Σε σύγκριση με αυτό που μπορούμε να δούμε με το Hubble, το πλήθος των λεπτομερειών που βλέπετε στο Σύμπαν, είναι εντελώς συγκλονιστικό», λέει η Lamiya Mowla, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο του Τορόντο στον Καναδά. Αυτή και οι συνάδελφοί της μπόρεσαν να εντοπίσουν φωτεινές «λάμψεις» γύρω από έναν γαλαξία που ονόμασαν Sparkler. Αυτά αποδείχτηκαν μερικά από τα παλαιότερα αστρικά σμήνη που ανακαλύφθηκαν ποτέ. Άλλες μελέτες έχουν αποκαλύψει λεπτομέρειες όπως οι καρδιές των γαλαξιών όπου κρύβονται τεράστιες μαύρες τρύπες.

Μια άλλη έκρηξη ανακαλύψεων του JWST προέρχεται από μελέτες για ατμόσφαιρες εξωπλανητών, τις οποίες το τηλεσκόπιο μπορεί να εξετάσει εξονυχιστικά με άνευ προηγουμένου λεπτομέρεια.

james webb astro

Για παράδειγμα, όταν οι επιστήμονες είδαν τα πρώτα δεδομένα JWST από τον εξωπλανήτη WASP-39b, σήματα από μια σειρά ενώσεων, όπως το νερό, πήδηξαν αμέσως έξω. «Μόλις το κοιτούσαμε ήταν σαν, όλες οι απαντήσεις ήταν μπροστά μας», λέει η Μερσέντες Λόπεz-Μοράλες, αστρονόμος στο Κέντρο Αστροφυσικής Harvard & Smithsonian στο Κέιμπριτζ της Μασαχουσέτης. Τώρα οι επιστήμονες αναμένουν έντονα δεδομένα για άλλους πλανήτες, συμπεριλαμβανομένων των επτά κόσμων στο μέγεθος της Γης που περιφέρονται γύρω από το αστέρι TRAPPIST-1. Τα πρώτα αποτελέσματα σε δύο από τους πλανήτες TRAPPIST-1, που αναφέρθηκαν στο συμπόσιο, υποδηλώνουν ότι το JWST είναι περισσότερο από ικανό να βρει ατμόσφαιρες εκεί, αν και οι παρατηρήσεις θα χρειαστούν περισσότερο χρόνο για να αναλυθούν.

Το JWST έκανε ακόμη και την πρώτη του ανακάλυψη πλανήτη: ένας βραχώδης πλανήτης στο μέγεθος της Γης που περιφέρεται γύρω από ένα κοντινό δροσερό αστέρι, είπε στη συνάντηση ο Κέβιν Στίβενσον στο Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Φυσικής του Πανεπιστημίου Johns Hopkins στο Laurel του Μέριλαντ.

Και κοντά στη Γη

Το τηλεσκόπιο έχει επίσης αποδείξει την αξία του για τη μελέτη αντικειμένων στην ουράνια γειτονιά της Γης.

Στο συμπόσιο, ο αστρονόμος Τζερόνιμο Βιγιανουέβα στο Διαστημικό Κέντρο Πτήσεων Goddard της NASA στο Greenbelt του Μέριλαντ, έδειξε νέες εικόνες του φεγγαριού του Κρόνου Εγκέλαδος. Οι επιστήμονες γνώριζαν ότι ο Εγκέλαδος έχει έναν θαμμένο ωκεανό του οποίου το νερό μερικές φορές αναβλύζει από κατάγματα στον παγωμένο φλοιό του, αλλά το JWST αποκάλυψε ότι το νέφος του νερού τυλίγει ολόκληρο το φεγγάρι και εξαπλώνεται πολύ πιο πέρα. Ξεχωριστά, οι μηχανικοί έχουν βρει επίσης έναν τρόπο να κάνουν το JWST να παρακολουθεί ταχέως κινούμενα αντικείμενα, όπως πλανήτες του Ηλιακού Συστήματος, πολύ καλύτερα από το αναμενόμενο. Αυτό οδήγησε σε νέες μελέτες, όπως οι παρατηρήσεις της σκόπιμης σύγκρουσης του διαστημικού σκάφους DART σε έναν αστεροειδή τον Σεπτέμβριο, λέει η Naomi Rowe-Gurney, αστρονόμος επίσης στο Goddard.

νεφελωμα ωριωνα

Ωστόσο, όλες αυτές οι ανακαλύψεις δεν είναι παρά μια γεύση του τι θα μπορούσε να κάνει τελικά το JWST για να αλλάξει την αστρονομία. «Είναι πρόωρο να έχουμε πραγματικά μια πλήρη εικόνα της τελικής επίδρασής του», λέει ο Κλάους Ποντόπινταν, επιστήμονας του έργου JWST στο STScI. Οι ερευνητές μόλις άρχισαν να αναγνωρίζουν τις δυνάμεις του JWST, όπως η ικανότητά του να διερευνά λεπτομέρειες στα φάσματα του φωτός από αστρονομικά αντικείμενα.

Οι αιτήσεις είναι πλέον ανοιχτές για τους αστρονόμους να υποβάλουν τις ιδέες τους για παρατηρήσεις κατά τη διάρκεια του δεύτερου έτους λειτουργίας της JWST, που ξεκινά τον Ιούλιο. Ο επόμενος γύρος θα μπορούσε να οδηγήσει σε πιο φιλόδοξες ή δημιουργικές προτάσεις για τη χρήση του τηλεσκοπίου τώρα που οι αστρονόμοι γνωρίζουν τι είναι ικανό να κάνει, λέει ο Ποντόπινταν.

Ανάμεσα σε όλα τα καλά νέα, εξακολουθούν να υπάρχουν δυσλειτουργίες. Πρωταρχικό μεταξύ αυτών είναι η έλλειψη χρηματοδότησης για την υποστήριξη επιστημόνων που εργάζονται σε δεδομένα JWST, λέει η Λόπεz-Μοράλες. «Μπορούμε να κάνουμε την επιστήμη, έχουμε τις δεξιότητες, αναπτύσσουμε τα εργαλεία, θα κάνουμε πρωτοποριακές ανακαλύψεις, αλλά με πολύ μικρό προϋπολογισμό», λέει. «Που δεν είναι ιδανικό αυτή τη στιγμή».

Διαθέσιμο σε όλους;

Η Λόπεz-Μοράλες προεδρεύει μιας επιτροπής που εκπροσωπεί αστρονόμους που χρησιμοποιούν το JWST και η λίστα υποχρεώσεων τους είναι μεγάλη. Περιλαμβάνει ερευνητές επιστήμονες σχετικά με το εάν όλα τα δεδομένα του τηλεσκοπίου θα πρέπει να είναι ελεύθερα διαθέσιμα αμέσως μόλις συλλεχθούν — μια κίνηση που πολλοί λένε ότι θα βλάψει επιστήμονες πρώιμης σταδιοδρομίας και εκείνους σε μικρότερα ιδρύματα που δεν έχουν τους πόρους να επιτεθούν και να αναλύσουν το JWST δεδομένα αμέσως. Οι χειριστές τηλεσκοπίων εργάζονται επίσης σε έναν τρόπο ώστε τα δεδομένα του να ρέουν πιο αποτελεσματικά στη Γη μέσω πιάτων επικοινωνίας και να τα πετάξουν σε φυσικό προσανατολισμό που μειώνει τον κίνδυνο μικρομετεωροειδών να συντρίψουν και να καταστρέψουν τον πρωτεύοντα καθρέφτη του.

Αλλά συνολικά, το τηλεσκόπιο ανοίγει εντελώς νέες σφαίρες αστρονομίας, λέει ο Rowe-Gurney: «Είναι αυτό που θα απαντήσει σε όλες τις ερωτήσεις που προσπαθούσε να βρει το διδακτορικό μου».

Πηγή: Nature

Διαφήμιση