Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Nauki ścisłe

Nawigacja okruszkowa Nawigacja okruszkowa

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Pierwsze „poważne” zdjęcia z Teleskopu Webba już we wtorek, 12.07. [komentarz]

Pierwsze „poważne” zdjęcia z Teleskopu Webba już we wtorek, 12.07. [komentarz]

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba będący godnym następcą legendarnego Hubble'a ujawni efekt swojej pracy już we wtorek, 12.07.22, kiedy to publicznie zaprezentowane zostaną pierwsze wykonane przez niego zdjęcia. Dlaczego tak wiele osób czeka na ten dzień? Co wyjątkowego pokazać może Webb? Kwestię tę komentuje dr Elżbieta Kuligowska z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Jagiellońskiego.

Już za moment, za chwilę! Nowe zdjęcia z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, na które wielu z nas czeka długo, a zespół JWST zapewne jeszcze dłużej, mają być publicznie zaprezentowane podczas wideokonferencji NASA 12 lipca 2022 roku o godzinie 14:30 UTC (16:30 w Polsce). Mówi się nieśmiało o przełomie porównywalnym z pierwszymi danymi z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, które pokazano w roku 1990. Na co powinniśmy liczyć?

Teleskop Jamesa Webba, największe i najdroższe zbudowane przez ludzi obserwatorium orbitalne, po wielu latach przygotowań i poprawek poleciał w kosmos w grudniu 2021 roku. W styczniu 2022 roku szczęśliwie dotarł na docelową orbitę, zlokalizowaną wokół punktu libracyjnego L2 układu Ziemia–Słońce. Nie oznaczało to jednak jeszcze, że projekt jest w pełni sukcesem. Teleskop czekały odtąd tygodnie rozkładania poszczególnych elementów i instrumentów, w tym zwierciadła głównego i osłony przeciwsłonecznej.

W czerwcu agencje kosmiczne NASA, ESA i CSA ogłosiły, że barwne zdjęcia i dane spektralne przedstawiające pierwsze z obiektów zaobserwowanych przez Teleskop Webba zobaczymy w lipcu tego roku. Mowa tu już o obrazach i danych o wartości naukowej. Przypomnijmy: właśnie do czerwca miał zgodnie z planem zakończyć się proces rozkładania, wychładzania i kalibracji poszczególnych instrumentów teleskopu.

Trzeba uczciwie przyznać, że pewne obrazy z teleskopu Webba mogliśmy zobaczyć już wcześniej. I choć te pierwsze dane kalibracyjne nie dla wszystkich z nas były wizualnie porywające, na uwagę z pewnością zasługuje obraz upubliczniony z początkiem maja. NASA pokazała wówczas porównanie dwóch fotografii Wielkiego Obłoku Magellana, niewielkiej galaktyki satelitarnej Drogi Mlecznej: wykonanej przez (wycofany niedawno z eksploatacji po blisko 20 latach pracy) Teleskop Spitzera oraz zrobionej kilka tygodni temu przez Teleskop Jamesa Webba. Różnica w jakości i ostrości obrazu jest imponująca.


Na zdjęciach wykonanych przez teleskop Spitzera i JWST widać część Wielkiego Obłoku
Magellana, a także ogromny przełom technologiczny w obrazowaniu.
Źródło: NASA / JPL-Caltech / ESA / CSA / STScI.

To, jakie dokładnie obiekty na niebie JWST pokaże nam oficjalnie jako pierwsze we wtorek, 12.07., nie jest przypadkowe. Naukowcy debatowali nad tym kilka lat. Pierwsze naukowe zdjęcia muszą być zarówno  atrakcyjne wizualnie ze względu na uwagę opinii publicznej, jak i stanowić swoistą zapowiedź przyszłych badań prowadzonych z użyciem teleskopu. Powinny także prezentować dobry stan i możliwości techniczne jego instrumentów.

Od kilku dni wiemy już, że obrazy będą dotyczyć konkretnej tematyki badawczej, która zainspirowała całą misję teleskopu Webba. NASA – zapewne celem podsycenia zainteresowania projektem – 8 lipca opublikowała na swoich stronach listę pięciu obiektów kosmicznych będących celem pierwszych naukowych zdjęć i danych z JWST. Zdjęcia i dane spektroskopowe będzie można obejrzeć na stronie NASA i NASA TV. Każdy obraz będzie też udostępniony na kontach NASA JWST w mediach społecznościowych. Czego możemy się spodziewać? Prawdopodobnie zdjęć co najmniej tak efektownych, jak w przypadku nowego, pokazanego wyżej obrazu Obłoku Magellana.

Oto lista:


NGC 3132: Mgławica Pierścień Południowy. Źródło: Hubble Legacy Archive,
ESA, NASA; przetwarzanie – Donald Waid / APOD.pl
  1. Mgławica planetarna NGC 3132 (znana również jako Rozerwana Ósemka lub Mgławica Pierścień Południowy). Leży w odległości około 2600 lat świetlnych od nas, w granicach konstelacji Żagla, w Polsce w praktyce niewidocznej. Co ciekawe, mgławicę utworzyła słabiej świecąca z gwiazd widocznych w jej wnętrzu, a świecący gaz tej mgławicy pochodzi z zewnętrznych warstw gwiazdy podobnej do naszego Słońca. Mgławica jest bardzo interesująca ze względu na swoją asymetrię – nietypowy kształt jej chłodniejszej otoczki oraz struktura i umiejscowienie zimnych, włóknistych pasów pyłowych przebiegających przez całą NGC 3132 są wciąż tematem badań naukowych.
  2. Egzoplaneta WASP-96 b (mają to być dane spektralne). WASP-96 b to planeta olbrzym, jedna z ponad pięciu tysięcy (!) znanych nam na dziś planet pozasłonecznych, czyli okrążających gwiazdy inne niż Słońce. Składa się, podobnie jak Jowisz i Saturn, głównie z gazu. Znajduje się blisko 1150 lat świetlnych od Ziemi, krąży wokół gwiazdy podobnej do Słońca położonej w południowej konstelacji Feniksa. Ma masę równą mniej więcej połowie masy Jowisza i została odkryta w 2014 roku. Czemu akurat ta egzoplaneta? Trudno powiedzieć na pewno. Jako ciekawostkę można dodać, że w jej widmie wykryto sód, który da się zaobserwować najprawdopodobniej jedynie w atmosferze planetarnej zupełnie wolnej od chmur. Już w 2018 roku pojawiły się doniesienia o planach obserwacyjnego określenia obecnych tam ilości innych związków, takich jak woda, tlenek węgla czy dwutlenek węgla, także z udziałem JWST.
  3. Mgławica Carina (NGC 3372). To tak zwany obszar H II, obłok gazu rozświetlany przez masywne gwiazdy, które tworzą się w jego obrębie. Leży w nim również słynna gwiazda Eta Carinae, jedna z największych i najjaśniejszych gwiazd w naszej Galaktyce! Szacuje się, że to zdjęcie będzie miało za zadanie po prostu wyglądać spektakularnie. Jednak ma i duże znaczenie naukowe, bo  rozdzielczość JWST jest wystarczająca do rozdzielenia pomniejszych struktur widocznych wewnątrz mgławicy, być może łącznie z przepływem gazu w niektórych jej obszarach. NGC 3372 znajduje się w granicach gwiazdozbioru Kila, również niewidocznego w Polsce.
  4. SMACS 0723, czyli soczewka grawitacyjna: masywna gromada galaktyk widoczna na pierwszym planie powiększa i zniekształca światło obiektów znajdujących się daleko za nią, umożliwiając astronomom wgląd w głębokie pole zarówno skrajnie od nas odległych, jak i słabo świecących galaktyk – w tym przypadku być może łącznie z galaktykami bardzo wczesnego Wszechświata. Długości fal, na których obserwuje JWST, zostały ostatecznie wybrane z bardzo konkretnego powodu: nim światło pierwszych gwiazd powstałych we Wszechświecie pokona większość drogi do nas przez rozszerzającą się przestrzeń, zostaje przesunięte ku czerwieni – w niewidoczny dla teleskopów optycznych zakres widma elektromagnetycznego. Teleskop Webba jest jednak wrażliwy na ten obszar widma, bo zaprojektowano go właśnie tak, by mógł rejestrować światło pierwszych gwiazd. Co zobaczymy jutro? To z pewnością jedna z ciekawszych pozycji na liście. Więcej o soczewkach grawitacyjnych i ich badaniach prowadzonych z udziałem m.in. naukowców z UJ można  przeczytać tutaj.
  5. Kwintet Stephana – pierwsza odkryta zwarta grupa galaktyk, położona w gwiazdozbiorze Pegaza, odległa o około 290 milionów lat świetlnych. Stanowi mieszaninę galaktyk spiralnych, spiralnych z poprzeczką i eliptycznych; są one silnie zniekształcone na skutek wzajemnych oddziaływań grawitacyjnych. Grupa ta uchodzi za modelowy układ w swojej klasie. Jej galaktyki składowe silnie oddziałują ze sobą, wyciągając materię w przestrzeń wewnątrz niej lub nawet poza samą grupę. Ze względu na te i inne właściwości Kwintet Stephana jest od chwili odkrycia intensywnie badany na różnych długościach fal. Badania te prowadzi się także w Polsce, a nawet w Krakowie: w 2020 roku zespół naukowców z Uniwersytetu Jagiellońskiego i CSIRO w Australii opublikował pracę opisującą ogromną, namagnesowaną strukturę obecną w tej zwartej grupie galaktyk. Obserwacje Kwintetu ujawniły wówczas, że obiekty radiowe znajdujące się w zwartej grupie galaktyk lub za nią leżą w obszarze jednej, regularnie namagnesowanej struktury. Wszystko wskazuje na to, że mamy do czynienia z olbrzymim ekranem z pola magnetycznego, długim na co najmniej 200 tysięcy lat świetlnych. Poniżej możemy zobaczyć, jak w 2009 roku tę grupę galaktyk widział Teleskop Hubble’a w świetle widzialnym. Wiele wskazuje na to, że jutrzejszy obraz z JWST będzie jeszcze ciekawszy.

Kwintet Stephana (Kosmiczny Teleskop Hubble’a, 2009 rok). Źródło: NASA, ESA,
Hubble SM4 ERO Team.

Powyższe cele zostały wybrane w trybie niejawnym przez międzynarodowy komitet składający się z członków międzynarodowego partnerstwa odpowiedzialnego za JWST (NASA, ESA, Kanadyjskiej Agencji Kosmicznej CSA oraz Space Telescope Science Institute STScI). Co dalej? Po upublicznieniu pierwszych, przełomowych zapewne obrazów rozpocznie się też pierwsza, roczna runda obserwacyjna. Cele tych dalszych obserwacji naukowych są już znane. W ich skład wejdą trzy programy obserwacyjne: General Observer (GO), Guaranteed Time Observer (GTO) i Director’s Discretionary Early Release Science (DD-ERS). Podczas gdy cele naukowe GO i DD-ERS zostały starannie wyselekcjonowane przez zespół niezależnych naukowców-recenzentów spośród nadesłanych przez uczonych z całego świata propozycji, program GTO jest z założenia przeznaczony dla tych zespołów naukowych, które miały znaczny wkład w budowę teleskopu. Tak czy inaczej, pierwsza kampania obserwacyjna z udziałem najbardziej skomplikowanego pod względem technologicznym teleskopu kosmicznego w dziejach właśnie się zaczyna.

 

 

Dr Elżbieta Kuligowska
Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Jagiellońskiego

 

Polecamy również
Geologia okolic Krakowa
Geologia okolic Krakowa
2022 – rok Ignacego Łukasiewicza
2022 – rok Ignacego Łukasiewicza
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba już u celu
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba już u celu
"Nożyce genetyczne" zaprzęgnięte do walki z SARS-CoV-2
"Nożyce genetyczne" zaprzęgnięte do walki z SARS-CoV-2