Δεν θα ήταν υπερβολή να πούμε ότι το με διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) έχει ξεκινήσει μια νέα εποχή για την αστρονομία.
Το τηλεσκόπιο -το οποίο εκτοξεύτηκε πέρυσι στις 25 Δεκεμβρίου και είναι πλήρως λειτουργικό από τον Ιούλιο- προσφέρει ματιές στο σύμπαν που πριν ήταν απρόσιτες για εμάς. Όπως το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, έτσι και το JWST βρίσκεται στο διάστημα -απαλλαγμένα από τις παραμορφώσεις της ατμόσφαιρας της Γης- ώστε να μπορεί να τραβήξει φωτογραφίες με εκπληκτική λεπτομέρεια.
Το Hubble, ωστόσο, βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τη Γη (σε απόσταση 540 χιλιομέτρων), ενώ το JWST βρίσκεται στο Λαγκρανζιανό σημείο L2, το οποίo απέχει 1,5 εκατομμύρια χιλιόμετρα· πολύ πιο πέρα από τη Σελήνη. Από αυτή τη θέση, μακριά από την ανακλώμενη θερμότητα του πλανήτη μας, μπορεί να συλλέξει φως από όλο το σύμπαν στο υπέρυθρο τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.
Αυτό, σε συνδυασμό με το μεγάλο κάτοπτρο του JWST, τους υπερσύγχρονους ανιχνευτές και τις πολλές άλλες τεχνολογικές εξελίξεις, επιτρέπει στους αστρονόμους να κοιτούν πίσω, στις απαρχές του σύμπαντος.
Καθώς το σύμπαν διαστέλλεται, “τεντώνει” το μήκος κύματος της ακτινοβολίας που ταξιδεύει προς εμάς, μετατοπίζοντας το φως των πιο μακρινών αντικειμένων προς το ερυθρό. Για πολύ μεγάλες αποστάσεις, το φως ενός γαλαξία μετατοπίζεται εξ ολοκλήρου από το ορατό τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος στο υπέρυθρο. Το JWST μπορεί και ανιχνεύει τέτοιες πηγές φωτός από το πρώιμο σύμπαν, σχεδόν 14 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.
Το τηλεσκόπιο Hubble εξακολουθεί να αποτελεί ένα σπουδαίο επιστημονικό όργανο, το οποίο μπορεί να δει σε μήκη κύματος όπου το JWST δεν μπορεί. Το τηλεσκόπιο James Webb, όμως, μπορεί και βλέπει πολύ πιο βαθιά στο υπέρυθρο με μεγαλύτερη ευαισθησία και ευκρίνεια.
Ας ρίξουμε μια ματιά σε δέκα εικόνες που καταδεικνύουν την εκπληκτική δύναμη αυτού του νέου παράθυρου στο σύμπαν.
1. Ολοκλήρωση της ευθυγράμμισης των κατόπτρων
Παρά τις πολυετείς δοκιμές στη Γη, ένα παρατηρητήριο τόσο περίπλοκο όσο το JWST, μετά την ανάπτυξή του στο κρύο σκοτάδι του διαστήματος χρειάζεται εκτεταμένους ελέγχους και ρυθμίσεις.
Μία από τις πιο σημαντικές εργασίες ήταν το ξεδίπλωμα και η ευθυγράμμιση των 18 εξαγωνικών κατόπτρων, με ακίβεια κλάσματος του μήκους κύματος του φωτός που αυτά συλλέγουν. Τον Μάρτιο, η NASA δημοσίευσε την πρώτη εικόνα από το πλήρως ευθυγραμμισμένο κάτοπτρο. Αν και ήταν απλώς μια εικόνα βαθμονόμησης, οι αστρονόμοι τη συνέκριναν αμέσως, με μεγάλο ενθουσιασμό, με τις υπάρχουσες εικόνες αυτού του τμήματος του ουρανού.
2. Spitzer vs MIRI
Μία από τις πρώτες εικόνες του JWST, η οποία ελήφθη κατά την διαδικασία εστίασης των καμερών του. Είναι εμφανής η διαφορά της ποιότητας των δεδομένων που παράγει το JWST σε σχέση με τους προκατόχους του.
Στα αριστερά βλέπουμε μία εικόνα από το παρατηρητήριο Spitzer, ένα διαστημικό τηλεσκόπιο υπέρυθρων με κάτοπτρο 85 εκατοστών. Στα δεξιά, το ίδιο πεδίο από την κάμερα MIRI (μέσου υπέρυθρου) και το κάτοπτρο των 6,5 μέτρων του JWST. Η υψηλή ανάλυση και η ικανότητα ανίχνευσης πολύ πιο αχνών πηγών, καθιστά ορατούς εκατοντάδες γαλαξίες που είχαν χαθεί στον θόρυβο της εικόνας του Spitzer. Να τι μπορεί να κάνει ένας μεγαλύτερος καθρέφτης στο διάστημα.
3. Η πρώτη εικόνα σμήνους γαλαξιών
Το σμήνος γαλαξιών SMACS J0723.3–7327 αποτέλεσε μια καλή επιλογή για τις πρώτες έγχρωμες εικόνες του JWST που δόθηκαν στην δημοσιότητα.
Το πεδίο είναι γεμάτο με γαλαξίες όλων των σχημάτων και χρωμάτων. Η μάζα αυτού του τεράστιου σμήνους γαλαξιών, που βρίσκεται περισσότερο από 4 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, κάμπτει τον χώρο με τέτοιο τρόπο ώστε το φως από μακρινές πηγές στο υπόβαθρο να παραμορφώνεται και να μεγεθύνεται· ένα φαινόμενο γνωστό ως βαρυτικός φακός .
Οι παραμορφωμένοι γαλαξίες του υποβάθρου εμφανίζονται ως ως γραμμές και τόξα, σχεδόν σε όλη την έκταση της εικόνας. Η αποτύπωση του πεδίου από το Hubble εξακολουθεί να είναι εντυπωσιακή, η εικόνα όμως στο εγγύς υπέρυθρο από το JWST αποκαλύπτει μια πληθώρα επιπλέον λεπτομερειών, συμπεριλαμβανομένων εκατοντάδων μακρινών γαλαξιών πολύ αμυδρών ή πολύ “κόκκινων” για να ανιχνευθούν από τον προκάτοχό του.
4. Κουιντέτο του Stephan
H θεαματική ομάδα γαλαξιών, γνωστή ως Κουιντέτο του Stephan (Stephan’s Quintet), παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τους αστρονόμους που μελετούν τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούν βαρυτικά μεταξύ τους οι γαλαξίες που συγκρούονται.
Στα αριστερά βλέπουμε την λήψη του Hubble, ενώ στα δεξιά την λήψη στο μέσο υπέρυθρο από το JWST. Στο ένθετο πλαίσιο αποκαλύπτεται η ισχύς του νέου τηλεσκοπίου, με την μεγέθυνση ενός γαλαξία του υποβάθρου. Στην εικόνα του Hubble μπορούμε να διακρίνουμε ορισμένες φωτεινές περιοχές σχηματισμού άστρων· όμως μόνο με το JWST αποκαλύπτεται η πλήρης δομή του ίδιου, καθώς και των γύρω γαλαξιών.
5. Οι Πυλώνες της Δημιουργίας
Η φωτογραφία των «Πυλώνων της Δημιουργίας» ή «Στύλων της Δημιουργίας» (Pillars of Creation) από το Hubble το 1995, είναι μια από τις πλέον διάσημες της αστρονομίας. Κατέδειξε τις εξαιρετικές ικανότητες που διαθέτει ένα διαστημικό τηλεσκόπιο.
Καταγράφει μια περιοχή σχηματισμού άστρων στο Νεφέλωμα του Αετού, με το διαστρικό αέριο και την σκόνη να αποτελούν το σκηνικό ενός αστρικού μαιευτηρίου. Στην δεξιά εικόνα, η οποία ελήφθη με την near-infrared camera (NIRCam) του JWST, παρατηρούμε ένα επιπλέον πλεονέκτημα της υπέρυθρης αστρονομίας: την ικανότητα να κοιτάμε μέσα από την σκόνη και να βλέπουμε τι βρίσκεται εντός και πίσω από αυτήν.
6. Ο πρωτοαστέρας «Κλεψύδρα»
Μία ακόμη αστρική γέννηση μέσα στον γαλαξία μας. Η κλεψύδρα που βλέπουμε δεν είναι τίποτε άλλο από το νέφος σκόνης και αερίου, το οποίο περιβάλλει το αστέρι κατά τη διάρκεια του σχηματισμού του· τον πρωτοαστέρα L1527.
Ορατός μόνο στο υπέρυθρο, ο δίσκος προσαύξησης (η μαύρη λωρίδα στο κέντρο) θα επιτρέψει τελικά στον L1527 να συγκεντρώσει αρκετή μάζα ώστε να αρχίσει την σύντηξη υδρογόνου. Ένα νέο αστέρι θα έχει γεννηθεί!
Tο φως από το αστέρι -που εξακολουθεί να σχηματίζεται- φωτίζει το αέριο πάνω και κάτω από τον δίσκο. Η προηγούμενη εικόνα που είχαμε στη διάθεσή μας είχε ληφθεί από το Spitzer· για άλλη μια φορά, η διαφορά στις λεπτομέρειες είναι τεράστια.
7. Ο Δίας στο υπέρυθρο
Το JWST έχει φτιαχτεί για να κοιτάει βαθιά μέσα στο διάστημα, στέλνοντάς μας εικόνες των πιο απομακρυσμένων γαλαξιών από τις αρχές του σύμπαντος. Αυτό δεν σημαίνει πως δεν μπορεί να κοιτάξει και λίγο πιο κοντά, στη γειτονιά μας.
Παρά το ότι δεν μπορεί να κοιτάξει τη Γη ή τους εσωτερικούς πλανήτες (καθώς πρέπει πάντα να κοιτάζει μακριά από τον Ήλιο), είναι σε θέση να δει τα εξωτερικά μέρη του Ηλιακού μας Συστήματος. Αυτή η εικόνα του Δία, στο εγγύς υπέρυθρο, αποτελεί ένα όμορφο παράδειγμα, καθώς κοιτάμε σε βάθος τη δομή των νεφών και των καταιγίδων του αέριου γίγαντα. Η λάμψη του σέλαος τόσο στον βόρειο όσο και στον νότιο πόλο είναι φαντασμαγορική.
Η λήψη μιας τέτοιας εικόνας θεωρείται εξαιρετικά δύσκολο εγχείρημα, λόγω της γρήγορης κίνησης του Δία στον ουρανό καθώς και της γρήγορης περιστροφής του. Η επιτυχία απέδειξε την ικανότητα του τηλεσκοπίου Webb να παρακολουθεί αποτελεσματικά δύσκολους αστρονομικούς στόχους.
8. Ο Γαλαξίας Φάντασμα
Αυτές οι εικόνες του Phantom Galaxy (ή M74) αποκαλύπτουν το πόσο σημαντικό είναι το JWST, όχι μόνο ως το καλύτερο και το πιο πρόσφατο από τα αστρονομικά όργανα, αλλά και ως πολύτιμο συμπλήρωμα άλλων σπουδαίων εργαλείων. Ο συνδυασμός (μεσαίο πλαίσιο) του ορατού φωτός από το Hubble με το υπέρυθρο από το Webb, μας επιτρέπει να δούμε το αστρικό φως (Hubble) και το αέριο και η σκόνη (JWST), να δίνουν -μαζί- μία πιο ολοκληρωμένη εικόνα αυτού του αξιόλογου γαλαξία.
9. Ένας πολύ μακρινός γαλαξίας
Παρά το ότι ο συγκεκριμένος γαλαξίας (ο μικρός, κόκκινος κύκλος στην δεξιά εικόνα) δεν προσφέρει εντυπωσιακό θέαμα, όπως αυτά που μας έχει συνηθίσει το JWST, εντούτοις εμφανίζει ιδιαίτερο επιστημονικό ενδιαφέρον.
Το στιγμιότυπο είναι από την εποχή που το σύμπαν ήταν μόλις 350 εκατομμυρίων ετών, γεγονός που καθιστά τον εικονιζόμενο ως έναν από τους πρώτους γαλαξίες που σχηματίστηκαν ποτέ. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τέτοιοι γαλαξίες αναπτύσσονται και συγχωνεύονται για να δημιουργήσουν γαλαξίες όπως ο δικός μας, δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα, αποτελεί βασικό ερώτημα, γεγονός το οποίο καθιστά αυτού του είδους τις ανακαλύψεις περιζήτητες.
Αποτελεί, επίσης, λήψη που μόνο το JWST μπορεί να επιτύχει. Οι αστρονόμοι δεν ήξεραν τι ακριβώς να περιμένουν· εάν το Hubble φωτογράφιζε αυτή την περιοχή ο συγκεκριμένος γαλαξίας δεν θα φαινόταν, καθώς το φως του είναι μετατοπισμένο στο υπέρυθρο λόγω της διαστολής του σύμπαντος.
10. Το γιγάντιο μωσαϊκό του Abell 2744
Η εικόνα αυτή αποτελεί ένα μωσαϊκό, με κέντρο το γιγάντιο σμήνος γαλαξιών Abell 2744, γνωστό και ως «Σμήνος της Πανδώρας». Ο αριθμός και η ποικιλία των πηγών που μπορεί να εντοπίσει το JWST είναι συγκλονιστικός· με εξαίρεση τα ελάχιστα αστέρια που φαίνονται στο στο προσκήνιο, κάθε φωτεινή κηλίδα αντιπροσωπεύει έναν ολόκληρο γαλαξία.
Σε ένα κομμάτι σκοτεινού ουρανού, όχι μεγαλύτερο από ένα κλάσμα της πανσελήνου, βρίσκονται πολλές χιλιάδες γαλαξίες, κάτι που μας δείχνει την τεράστια κλίμακα του σύμπαντος που κατοικούμε. Επαγγελματίες και ερασιτέχνες αστρονόμοι μπορούν να περάσουν ατέλειωτες ώρες ψάχνοντας αυτή την εικόνα για παραξενιές και μυστήρια του σύμπαντος.
Μέσα στα επόμενα χρόνια, η ικανότητα του JWST να κοιτάζει τόσο βαθιά και τόσο πολύ πίσω στο σύμπαν, θα μας επιτρέψει να απαντήσουμε πολλές ερωτήσεις σχετικά με το πώς βρεθήκαμε εδώ που είμαστε. Εξίσου συναρπαστικές πιστεύουμε πως θα είναι οι ανακαλύψεις και οι ερωτήσεις που δεν μπορούμε να προβλέψουμε ακόμα. Αφαιρώντας το πέπλο του χρόνου, έτσι όπως μόνο αυτό το νέο τηλεσκόπιο μπορεί, είναι βέβαιο ότι αυτά τα μη ακόμη γνωστά άγνωστα θα είναι συναρπαστικά.
Πηγή: https://theconversation.com/
