Hogyan változtatta meg a James Webb űrteleszkóp a csillagászatot az első évében

Tavaly karácsony közeledtével a csillagászok és az űrrajongók a világ minden tájáról összegyűltek, hogy szemtanúi legyenek a James Webb űrteleszkóp várva várt felbocsátásának. Noha ez egy figyelemre méltó mérnöki alkotás, a teleszkóp nem volt ellentmondásoktól mentes – a költségvetés túllépésétől és az ütemtervtől való elmaradástól kezdve egészen a bűncselekményekkel vádolt egykori NASA-adminisztrátorig. Homofóbia.

A teleszkóp elnevezése és dátuma körüli vita ellenére egy dolog nagyon világossá vált idén: a JWST tudományos képességei figyelemre méltóak. Tudományos működése 2022 júliusában kezdődött, és máris lehetővé tette a csillagászok számára, hogy új perspektívákat nyerjenek és rejtélyeket fejtsenek meg az űrtémák széles körében.

A JWST legközvetlenebb célja a csillagászat modern történetének egyik legambiciózusabb projektje: újralátogatni néhány legelső galaxist, amelyek akkor alakultak ki, amikor a világegyetem teljesen új volt.

Mivel a fénynek időre van szüksége ahhoz, hogy a forrásától eljut hozzánk itt a Földön, a rendkívül távoli galaxisok megtekintésével a csillagászok valójában visszatekinthetnek az időben, hogy meglássák a legrégebbi galaxisokat, amelyek több mint 13 milliárd évvel ezelőtt alakultak ki.

Bár ott volt Némi vita A csillagászok vitatták a korai galaxisok néhány első észlelésének pontosságát – a JWST műszer nem volt teljesen kalibrálva, így a legtávolabbi galaxisok pontos korát illetően volt mozgástér – a legújabb eredmények alátámasztják azt az elképzelést, hogy a JWST galaxisokat észlelt az első 350 millió évvel az Ősrobbanás után.

Emiatt ezek a valaha megfigyelt legrégebbi galaxisok, és volt néhány meglepetésük, például sokkal fényesebbek a vártnál. Ez azt jelenti, hogy még többet kell megtudni arról, hogyan alakultak ki a galaxisok a korai univerzumban.

Ezeket a korai galaxisokat felmérések és Mélymezős fotók, amely a Webb segítségével nagyméretű égboltfoltokat néz meg, amelyek első pillantásra üresnek tűnhetnek. Ezek a régiók nem tartalmaznak olyan fényes objektumokat, mint a Naprendszer bolygói, és távol helyezkednek el galaxisunk középpontjától, ami lehetővé teszi a csillagászok számára, hogy mélyen az űrben kutassanak, hogy felfedezzék ezeket a rendkívül távoli objektumokat.

A JWST először tudott szén-dioxidot kimutatni egy exobolygó légkörében, és nemrégiben számos más vegyületet is kimutatott a WASP-39b légkörében, beleértve a vízgőzt és a kén-dioxidot. Ez nem csak azt jelenti, hogy a tudósok láthatják a bolygó légkörének összetételét, hanem azt is láthatják, hogy a légkör hogyan lép kölcsönhatásba a bolygó gazdacsillagának fényével, mivel a fénnyel való kémiai reakciók során kén-dioxid keletkezik.

Az exobolygó légkörének megismerése kulcsfontosságú, ha Földhöz hasonló bolygókat akarunk találni, és életet akarunk keresni. A korábbi generációs műszerek azonosítani tudták az exobolygókat, és olyan alapvető információkat szolgáltattak, mint például tömegük vagy átmérőjük, és milyen messze keringenek a csillaguktól. De ahhoz, hogy megértsük, milyen lenne egy ilyen bolygón, ismernünk kell a légkörét. A JWST adatai alapján a csillagászok képesek lesznek lakható bolygók után kutatni, messze a Naprendszerünkön túl.

Nem csak a távoli bolygók ragadták meg a JWST figyelmét. A JWST-t az otthonunkhoz közelebb használták Naprendszerünk bolygóinak tanulmányozására, többek között Neptun és a Jupiter, és hamarosan az Uránusz tanulmányozására is felhasználják. Az infravörös tartományban vizsgálva a JWST képes volt azonosítani olyan jellemzőket, mint a Jupiter aurora borealis és a Nagy Vörös Folt tiszta rálátása. A teleszkóp nagy felbontása azt is jelenti, hogy a bolygók fényessége ellenére is képes látni a kis tárgyakat, például a Jupiter ritkán látható gyűrűit. Több mint 30 év óta a legtisztább képet készítette a Neptunusz gyűrűiről.

A JWST másik jelentősebb vizsgálata idén a Marson történt. A Mars a legjobban tanulmányozott bolygó a Földön kívül, mivel az évek során számos rovernek, keringőnek és leszállónak adott otthont. Ez azt jelenti, hogy a csillagászok meglehetősen jól ismerik a légkör összetételét, és kezdik megismerni annak időjárási rendszerét. A Marsot is nehéz tanulmányozni egy olyan érzékeny űrtávcsővel, mint a JWST, mert olyan fényes és olyan közel van. De ezek a tényezők ideális tesztterületté tették, hogy megnézzük, mire képes az új távcső.

JWST-t használtak Kamerák és spektrum eszközök egyaránt a Mars tanulmányozására, bemutatva légkörének összetételét, amely szinte pontosan megfelel a jelenlegi adatok alapján várt modellnek, bemutatva, hogy a JWST eszközei mennyire pontosak az ilyen típusú vizsgálatokhoz.

A JWST másik célja a csillagok életciklusának megismerése, amelyet a csillagászok jelenleg nagy vonalakban értenek. Tudják, hogy a por- és gázfelhők csomókat képeznek, amelyek több anyagot gyűjtenek össze számukra, és összeomlanak például protocsillagokká, de ennek pontos módja további kutatást igényel. Azt is megtudják, hogy a csillagok milyen régiókban alakulnak ki, és miért alakulnak ki a csillagok halmazokban.

A JWST különösen hasznos ennek a témakörnek a tanulmányozásához, mivel infravörös műszerei lehetővé teszik, hogy a porfelhőkön keresztül lássák a csillagok kialakulásának belső területeit. A legutóbbi képeken egy fájl látható protocsillagok fejlesztése És eldobod a felhőket, és olyan régiókat keresel, ahol sűrűek a csillagok, mint a híres csillag a teremtés pillérei a Sas-ködben. Ezeket a struktúrákat leképezve különböző hullámhosszakA JWST műszerei a por és a csillagképződés különböző jellemzőit látják.

Ha már a kreativitás pilléreiről beszélünk, a JWST egyik legnagyobb hagyatéka a köztudatban a lenyűgöző térképei. A nemzetközi izgalomtól, amikor júliusban megjelentek a távcső első felvételei Új kilátás a híres tereptárgyakról Az oszlopokhoz hasonlóan a Web Images is mindenhol megjelent ebben az évben.

És csodálatos is Carina-köd És a Első mélymezőTovábbi fotók, amelyeken érdemes egy perc alatt elgondolkodni, a csillagokból faragott figurák A Tarantula-ködDusty Tree Rings from Wolf-Rayet 140 kettős csillagÉs a másik világ ragyogása Jupiter infravörösben.

A képek pedig folyamatosan jönnek: éppen a múlt héten jelent meg egy új fotó, amelyen a izzó szív Az NGC 7469 galaxis.

Ez egy csodálatos felfedezésekkel teli év, és még sok minden más.