The James Webb vesoljski teleskop je kot zabava stoletja, ki nenehno prelaga. Zaradi svoje zapletenosti in nekaterih nenavadnih odčitkov, ki so jih odkrili med testiranjem vibracij, je bil datum predstavitve tega teleskopa večkrat potisnjen nazaj - trenutno naj bi se izstrelil nekje leta 2021. Toda iz očitnih razlogov je NASA še vedno zavezana, da bo to videla misijo skozi.
Ko bo JWST postavljen, bo najmočnejši vesoljski teleskop v delovanju, njegov napredni nabor instrumentov pa bo razkril stvari o Vesolju, ki jih še nikoli nismo videli. Med njimi so ozračja ekstra-sončnih planetov, ki jih bodo sprva sestavljali plinski velikani. S tem bo JWST izpopolnil iskanje bivalnih planetov in sčasoma začel preučevati nekatere potencialne kandidate.
JWST bo to storil v povezavi s tranzitnim satelitskim anketnim eksoplanetom (TESS), ki se je v vesolje napotil aprila 2018. Kot že ime pove, bo TESS iskal planete po metodi tranzita (aka. Tranzitna fotometrija), kjer zvezde spremljamo zaradi občasnih padcev v svetlosti - ki jih povzroči planet, ki seže pred njimi glede na opazovalca.
Nekatera spletna opazovanja Webba bodo izvedena prek direktorjevega programa za diskrecijsko dodeljevanje zgodnjih objav - prehodne ekipe za eksoplanete v Webbovem znanstvenem operacijskem centru. Ta skupina načrtuje izvedbo treh različnih vrst opazovanj, ki bodo zagotovila nova znanstvena spoznanja in boljše razumevanje Webbovih znanstvenih instrumentov.
Kot je v NASA-jevem sporočilu za tisk pojasnil Jacob Bean z univerze v Chicagu, glavni preiskovalec projekta tranzitnega eksoplaneta:
„Imamo dva glavna cilja. Prvi je, da čim prej preidete nabore podatkov o eksoplanetih iz Webba v astronomsko skupnost. Drugo je narediti nekaj velikega nauka, da bodo astronomi in javnost lahko videli, kako močan je ta observatorij. "
Kot je dodala Natalie Batalha iz Nasinega raziskovalnega centra Ames, glavna raziskovalka projekta:
"Cilj naše ekipe je zagotoviti kritično znanje in vpogled v astronomsko skupnost, ki bo pomagala katalizirati raziskave eksoplanetov in najbolje izkoristiti Webb v omejenem času, ki ga imamo na voljo."
Za svoje prvo opazovanje je JWST bo odgovoren za opisovanje atmosfere planeta s preučevanjem svetlobe, ki prehaja skozi njega. To se zgodi, kadar planet mineva pred zvezdo in način, kako se svetloba absorbira pri različnih valovnih dolžinah, daje namige o kemični sestavi ozračja. Na žalost obstoječi vesoljski teleskopi niso imeli potrebne ločljivosti za skeniranje nič manjšega od plinskega velikana.
The JWST, bo s svojimi naprednimi infrardečimi instrumenti pregledal svetlobo, ki prehaja skozi atmosfero eksoplaneta, jo razdelil v mavrični spekter in nato sklepal na sestavo atmosfere, na podlagi katere manjkajo odseki svetlobe. Za ta opažanja je projektna skupina izbrala WASP-79b, eksoplanet velikosti Jupiter, ki kroži v zvezdi v ozvezdju Eridanus, približno 780 svetlobnih let od Zemlje.
Ekipa pričakuje, da bo v WASP-79b odkrila in izmerila številčnost vode, ogljikovega monoksida in ogljikovega dioksida, vendar upa tudi, da bo našla molekule, ki še niso bile odkrite v atmosferi eksoplaneta. Za drugo opazovanje bo ekipa spremljala "vroč Jupiter", znan kot WASP-43b, planet, ki kroži nad svojo zvezdo v obdobju manj kot 20 ur.
Kot vsi eksoplaneti, ki krožijo tesno do svojih zvezd, je tudi ta plinski gigant tesno zaklenjen - tam, kjer je ena stran vedno obrnjena proti zvezdi. Ko je planet pred zvezdo, lahko astronomi vidijo le njegovo hladnejšo zadnjo stran; ko pa orbitira, vroča dneva počasi pride na pogled. Z opazovanjem tega planeta v celotni orbiti bodo astronomi lahko opazovali te variacije (znane kot fazna krivulja) in podatke uporabili za preslikavanje planeta, temperature, oblakov in atmosferske kemije.
Ti podatki jim bodo omogočili vzorčenje ozračja v različne globine in dobili popolnejšo sliko notranje strukture planeta. Kot je Bean nakazal:
»Z Hubblom in Spitzerjem smo že opazili dramatične in nepričakovane različice tega planeta. S Webbom bomo razkrili te razlike v bistveno podrobnejših podrobnostih, da bomo razumeli fizične procese, ki so odgovorni. "
Za tretje opazovanje bo ekipa poskušala neposredno opazovati planet na prehodu. To je zelo zahtevno, saj je svetloba zvezde veliko bolj svetla in zato zasenči slabo svetlobo, ki se odbija od atmosfere planeta. Eden od načinov za reševanje tega je merjenje svetlobe, ki prihaja iz zvezde, ko je planet viden, in spet, ko ta izgine za zvezdo.
Če primerjamo dve meritvi, lahko astronomi izračunajo, koliko svetlobe prihaja samo iz planeta. Ta tehnika najbolje deluje na zelo vročih planetih, ki svetlo žarejo v infrardeči svetlobi, zato so za to opazovanje izbrali WASP-18b - vroči Jupiter, ki doseže temperature okoli 2900 K (2627 ° C; 4 800 ° F). V tem procesu upajo, da bodo določili sestavo vroče stratosfere planeta.
Na koncu bodo ta opažanja pomagala preizkusiti sposobnosti JWST in umeriti njegove instrumente. Končni cilj bo preučiti atmosfero potencialno bivalnih eksoplanetov, ki bodo v tem primeru vključevali skalnate (aka. "Zemeljske") planete, ki krožijo z majhno maso, zatemnjene rdeče pritlikave zvezde. Poleg tega, da so rdeča palčka poleg najpogostejše zvezde v naši galaksiji, najverjetneje mesto za iskanje planetov, podobnih Zemlji.
Kot je pojasnil Kevin Stevenson, raziskovalec znanstvenega inštituta za vesoljski teleskop in glavni raziskovalec projekta, je pojasnil:
"TESS mora najti več kot ducat planetov, ki krožijo v območju bivalnih območij rdečih palčkov, od katerih bi jih bilo nekaj dejansko mogoče bivati. Želimo izvedeti, ali imajo ti planeti atmosfero in nam bo povedal Webb. Rezultati bodo daleč do odgovora na vprašanje, ali so v naši galaksiji pogoji za življenje ugodni. "
The James Webb vesoljski teleskop bo enkrat razvita svetovna vesoljska znanstvena opazovalnica in pomagala astronomom pri reševanju skrivnosti v našem Osončju, preučevanju eksoplanetov in opazovanju najzgodnejših obdobij vesolja, da bi ugotovili, kako se je njegova obsežna struktura sčasoma razvijala. Zato je razumljivo, zakaj NASA prosi astronomsko skupnost za potrpežljivost, dokler ne bodo prepričani, da se bo uspešno uvedla.
Ko izplačilo ni nič drugega kot prelomno odkritje, je pošteno, da smo pripravljeni počakati. Medtem pa si oglejte ta videoposnetek o tem, kako znanstveniki preučujejo atmosfero eksoplaneta z dovoljenjem Znanstvenega inštituta za vesoljski teleskop:
