Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba już patrzy w kosmos

Wysłany w grudniu 2021 r. na odległość 1,5 mln km od Ziemi i wart 10 mld dol. teleskop JSWT po sześciu miesiącach przygotowań, kalibracji i testów przeprowadził pierwsze obserwacje. Oto one.

Pierwsze zdjęcie pochodzące z tego cudu kosmicznej techniki 11 lipca tuż przed północą naszego czasu zaprezentował sam Joe Biden. Kolejne pokazano 12 lipca na specjalnej konferencji NASA. Chociaż teleskop wspólnie budowały agencje NASA, europejska ESA i kanadyjska CSA, to wkład Amerykanów był największy. Dla przypomnienia, teleskop Jamesa Webba – niesłusznie czasami nazywany następcą Hubble’a – dokonuje obserwacji w podczerwieni. Nie w widmie widzialnym, czyli optycznym, jak to czyni przede wszystkim teleskop Hubble’a. To ważne, gdyż w różnych zakresach podczerwieni da się obserwować obiekty dla oka ludzkiego niewidzialne, a szczególnie chłodne, skryte w obłokach pyłu i gazu oraz bardzo dalekie. Czyli jest co obserwować. Cały świat astronomów i astrofizyków ma nadzieję, że misja teleskopu Jamesa Webba będzie przełomem badawczym i da nam wgląd w zjawiska do tej pory nieobserwowalne. Że przesunie naszą wiedzę o wszechświecie na nowe, znacznie dalsze tory.

Czytaj więcej: Teleskop, który zmieni wszystko?

Pierwsze Głębokie Pole Webba

Pierwszym zdjęciem JWST zaprezentowanym przez prezydenta Joe Bidena było ujęcie w podczerwieni gromady galaktyk SMACS 0723. Widzimy ją w takim stanie, w jakim znajdowała się 4,6 mld lat temu. Czyli znajduje się dokładnie w takiej odległości od nas - 4,6 mld lat świetlnych. Zdjęcie nazwano Pierwszym Głębokim Polem Webba (Webb’s First Deep Field), nawiązując tym samym do słynnego ujęcia teleskopu Hubble’a zwanego Głębokim Polem Hubble’a, które wiele lat temu ukazywało najdalsze skupiska galaktyk zaobserwowane kiedykolwiek przez oko ludzkie.

Potem były jeszcze ultragłębokie pole Hubble’a i ekstremalnie głębokie. Przy czym czas ekspozycji obrazu w przypadku Webba wynosił 12,5 godzin, a w przypadku Głębokiego Pola Hubble’a wiele tygodni. To pokazuje ogromne możliwości nowego teleskopu.

Co ciekawe, ten obraz wcale nie ukazuje najdalszych obserwowanych dotąd galaktyk. Teleskop Hubble'a zaobserwował dalsze. Jednak na tym obrazie, dzięki ogromnej czułości Teleskopu Webb'a, wyraźnie widać tzw. efekt soczewkowania grawitacyjnego, czego teleskop Hubble'a by raczej nie dostrzegł. To lekko zakrzywione, krótkie i cienkie bliki świetlne, które są powiększonymi obrazami bardzo dalekich obiektów, znajdujących się jeszcze istotnie dalej za gromadą SMACS, działającą jak soczewka grawitacyjna. Gromada wzmacnia obrazy obiektów o wiele dalszych i ustawionych w linii prostej w stosunku do niej samej i do obserwatora, czyli teleskopu Webba. Techniki soczewkowania grawitacyjnego (dla obiektów bardzo oddalonych) i mikrosoczewkowania (dla obiektów w naszej Galaktyce) to jedne z ważniejszych instrumentów wykorzystywanych dzisiaj w wielu badaniach i obserwacjach kosmosu.

JWST/NASA, ESA, CSA, STScIPierwsze Głębokie Pole Webba, pełen szczegółów obraz gromady galaktyk SMACS 0723

Mgławice, egzoplaneta i kwintet Stephana

Kolejnym bardzo ciekawym zdjęciem uzyskanym przez teleskop Webba jest obraz mgławicy NGC 3132, zwanej też Mgławicą Pierścień Południowy. To obiekt z naszej Galaktyki, znajdujący się w odległości 2,6 tys. lat świetlnych od nas. To mgławica planetarna, która powstała po końcowej fazie ewolucji gwiazdy porównywalnej ze Słońcem. Na skutek wypalenia całego paliwa wodorowego i helowego gwiazda powiększyła się ogromnie, odrzuciła niemal całą swoją materię, poza jądrem, zwanym białym karłem, który stał się tzw. obiektem zwartym, a więc zawierającym materię zdegenerowaną, niewyobrażalnie zagęszczoną. Podobny los czeka nasze Słońce za kilka miliardów lat. Wypali się, ale nie przestanie istnieć; przeistoczy się w białego karła.

JWST/NASA, ESA, CSA, STScIMgławicę Pierścień Południowy – ostatnie momenty umierającej gwiazdy – Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba ukazał w najdrobniejszych szczegółach. Po lewej zdjęcie w świetle widzialnym, po prawej w podczerwieni.

Następnym zdjęciem jest także galaktyczna Mgławica w Kilu. To najjaśniejsza znana nam dotąd mgławica w ogóle, która leży w obrębie gwiazdozbioru Kila w odległości 7,5 tys. lat świetlnych. Wewnątrz niej znajduje się kilka młodych i bardzo dużych gwiazd, w tym słynna Eta Carinae o masie znacznie większej niż sto Słońc.

Mamy też obraz egzoplanety WASP-96 b, a dokładnie jej spektralne widmo. Znajduje się 1150 lat świetlnych od nas i okrąża gwiazdę podobną do Słońca. Jest gorącym olbrzymem, prawie tak masywnym jak Jowisz, który orbituje wokół swojej macierzystej gwiazdy co... 3,4 dnia (!). Czyli niewyobrażalnie blisko. WASP jest też ciekawa ze względu na to, że już wcześniej wykryto w jej atmosferze wiele pierwiastków i związków, m.in. sód, wodę, dwutlenek i tlenek węgla.

I na koniec – Kwintet Stephana, modelowa i badana od lat grupa galaktyk współistniejących, czyli bardzo bliskich i silnie oddziałujących na siebie. Niektóre pod wpływem tych oddziaływań zmieniają kształty, inne wywołują silne wypływy materii od sąsiadów wybiegające daleko poza całą grupę. Na tysiące lat świetlnych. Kwintet znajduje się w konstelacji Pegaza, bardzo daleko, 290 mln lat świetlnych od nas.

JWST/NASA, ESA, CSA, STScIKwintet Stephana – jak dotąd największe zdjęcia zapisane przez teleskop Jamesa Webba

Taki jest debiut wspaniałego Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, przed którym stoją naprawdę ogromne wyzwania. Właśnie rozpoczął swoją pracę. Jeszcze na pewno wiele razy o nim usłyszymy.