Galaktyka Koło Wozu to galaktyka pierścieniowa znajdująca się ok. 500 mln lat świetlnych stąd, w gwiazdozbiorze Rzeźbiarza. Tutaj pokazano ją w bliskiej podczerwieni, uchwyconą przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. Teleskop wykonał również zdjęcie w średniej podczerwieni, a także połączenie tych dwóch obrazów (NASA, ESA, CSA, STScI / domena publiczna)
Nawet astronomowie, którzy oczekiwali wiele od tego instrumentu, nie kryją zaskoczenia nadsyłanymi obrazami i informacjami. „Teleskop Jamesa Webba znacznie przekroczył nadzieje, które w nim pokładano” – opowiada w rozmowie z PAP astronom, prof. Maciej Mikołajewski, podsumowując dokonania instrumentu.
25 grudnia 2021 r. rozpoczęła się misja Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. W lipcu NASA upubliczniła pierwsze zdjęcia, które praktycznie od razu zachwyciły profesjonalistów i amatorów astronomii. To był przedsmak kolejnych rewelacji.
„Według mnie Teleskop Jamesa Webba znacznie przekroczył nadzieje, które w nim pokładano. Najlepiej świadczą o tym opinie, zgodnie z którymi czasami brakuje wręcz narzędzi do interpretacji uzyskiwanych dzięki niemu danych. Dotyczy to na przykład fizycznego i chemicznego składu atmosfer pozasłonecznych planet” – mówi dr hab. Maciej Mikołajewski, emerytowany profesor Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu, redaktor naczelny dwumiesięcznika „Urania-Postępy Astronomii” oraz współautor telewizyjnego serialu „Astronarium”.
„W pewnym sensie powtarza się sytuacja sprzed prawie pół wieku, kiedy wystrzelono teleskop International Ultraviolet Explorer. Wtedy też naukowcy mieli problemy z interpretacją nowego typu danych” – przypomniał astronom. Wówczas okazało się, że nie potrafimy zidentyfikować licznych linii spektroskopowych wielu pierwiastków. Teraz mamy problem z uwzględnieniem tzw. nieprzezroczystości w atmosferach egzoplanet, by móc z całą pewnością określać ich skład chemiczny i poziom zachmurzenia” – dodaje ekspert.
Łącząc dane z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba NASA/ESA/CSA i Kosmicznego Teleskopu NASA/ESA Hubble’a, naukowcy byli w stanie prześledzić światło emitowane przez dużą białą galaktykę eliptyczną po lewej poprzez galaktykę spiralną po prawej i zidentyfikować wpływ pyłu międzygwiezdnego w galaktyce spiralnej. Ten obraz pary galaktyk VV 191 obejmuje światło bliskiej podczerwieni z Webba oraz światło ultrafioletowe i widzialne z Hubble’a (NASA, ESA, CSA, Rogier Windhorst (ASU), William Keel (University of Alabama), Stuart Wyithe (University of Melbourne), JWST PEARLS Team, Alyssa Pagan (STScI), CC BY 4.0 / Wikimedia)
Obserwacja dalekich planet to tylko jedno z wielu zadań teleskopu.
„Wydaje mi się, że najważniejsza grupa odkryć dotyczyć będzie ewolucji Wszechświata. Mówimy m.in. o obserwacjach pierwszych galaktyk, które powstały krótko po Wielkim Wybuchu” – podkreśla prof. Mikołajewski.
W tym miejscu warto wymienić CEERS-93316 – zaobserwowaną przez Teleskop, oddaloną o 35 mld lat świetlnych od Ziemi galaktykę, która powstała zaledwie 235 mln lat po Wielkim Wybuchu, czyli krótko po narodzinach pierwszych gwiazd.
„Równie ważne jest badanie tzw. okresu południa Wszechświata, które przypada mniej więcej na połowę jego wieku. To czas, kiedy w galaktykach lawinowo powstawały gwiazdy” – podkreśla ekspert.
W tym kontekście można wskazać choćby obserwacje Mgławicy Tarantula, znajdującej się w położonym niedaleko Drogi Mlecznej Wielkim Obłoku Magellana, czy zdjęcia Filarów Stworzenia. Dzięki zdolności patrzenia na kosmos w zakresie przenikających przez pył fal podczerwonych teleskop zarejestrował tysiące młodych gwiazd. Jednocześnie obserwacje w dłuższych falach podczerwonych ukazały struktury zbudowane właśnie z międzygwiezdnego pyłu.
Kwintet Stephana, wizualne zgrupowanie pięciu galaktyk, sfotografowane przez kamerę bliskiej podczerwieni Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (Obraz: National Aeronautics and Space Administration, a U.S. federal government agency, NASA.gov; European Space Agency, ESA.int; Canadian Space Agency, asc-csa.gc.ca; Space Telescope Science Institute, stsci.edu; science operations center for the Hubble Space Telescope) / domena publiczna)
„Normalne gwiazdy mają temperaturę przynajmniej 3000 K, kiedy więc przechodzi się do obserwacji w dłuższych falach, większość z nich znika i wtedy widać chłodniejszy pył i strukturę mgławicy. Dzięki temu można też obserwować kokony, w których dopiero kształtują się nowe gwiazdy” – tłumaczy prof. Mikołajewski.
Instrument, który potrafi dojrzeć krańce Wszechświata, okazuje się też arcyprzydatny w obserwacjach ziemskiego podwórka – Układu Słonecznego. Teleskop nadesłał już m.in. wyjątkowo dokładne zdjęcia Jowisza, ukazując np. system jego pierścieni i zorze. I to był dopiero początek.
„Webb pokazał zjawiska pogodowe na Tytanie – największym księżycu Saturna. Księżyc ten ma swoje morza i oceany, parowanie, chmury i deszcze, ale zamiast wody, w tym obiegu są węglowodory. Tytan jest bardzo zimny, więc reagujący na podczerwień teleskop mógł dostrzec szczegóły w atmosferze tego globu” – opowiada naukowiec.
Instrument pokazał też, że może wspierać eksperymenty, prowadzone wewnątrz Układu Słonecznego. Tak było z misją DART, w której NASA uderzyła sondą w małą planetoidę Dimorphos, aby sprawdzić, czy da się zmienić tor jej ruchu. W podobny sposób mogłyby być odchylane trajektorie planetoid zagrażających kiedyś Ziemi. Webb nadesłał zdjęcia materiału wyrzuconego w przestrzeń po uderzeniu, a takie informacje mają kluczowe znaczenie dla kolejnych misji badawczych, czy (w razie potrzeby) chroniących Ziemię.
„Uderzenie skróciło okres obiegu Dimorphosa okrążającego większą planetoidę – Didymosa, aż o ponad 30 minut. To ogromna różnica. Tymczasem skala zmiany zależy m.in. od budowy uderzanego ciała. Po kolizji obserwacje były prowadzone właśnie, m.in. z pomocą Teleskopu Jamesa Webba oraz Teleskopu Hubble’a” – podkreśla prof. Mikołajewski.
Jest się czym ekscytować. A Teleskop Jamesa Webba rozpoczyna kolejny rok swojej misji.
Autor: Marek Matacz, PAP.
