A James Webb űrteleszkóp

2022-ben a csillagászati távcsöves megfigyelési szekcióban egy forradalmian új korszak kezdődött. Ekkor kezdték működésbe hozni a nemrégen felbocsájtott James Webb Űrteleszkópot, ami messze felülmúlta az előzetes várakozásokat is, ugyanis az eszköz használatával az univerzum minden eddiginél régebbi állapotára láthatunk vissza, valamint az eddigieknél is sokkal részletesebb képeket kaphatunk.

A James Webb infravörös teleszkópja, valamint egyéb műszerei a lehetőségek széles skáláját fogják feltárni, amelyek segítenek megérteni az univerzum eredetét és benne a mi helyünket.

A tények számokban

• Elsődleges tükörméret: 21,3 láb (kb. 6,5 méter)
• A tükör formája: 18 darab, különálló aranyozott hatszög.
• Napfény védelem: Ötrétegű, teniszpálya méretű, telepíthető.
• Eszközök: A teleszkópnak négy különálló műszere van:
  • közeli infravörös kamera (NIRCam)
  • közeli infravörös spektrográf (NIRSpec)
  • közeli infravörös műszer (MIRI)
  • közeli infravörös képalkotó és vezetési érzékelő (NIRISS és FGS)
• Hullámhosszak: Látható, közeli infravörös, közepes infravörös (0,6-28,5 mikrométer)
• Távolság a Földtől: 1 millió mérföld (kb. 1,5 millió km)
• Űrbeli hely: A Nap körüli 2-es Lagrange keringési pont (Ez igen stabil hely!)

A műszerek a NASA rajzán:

(Forrás: https://www.jwst.nasa.gov/content/webbLaunch/assets/documents/WebbFactSheet.pdf)

Fény keresése az Univerzum legrégebbi galaxisaiból

Az új űrtávcső közvetlenül meg tudja figyelni a téridő egy eddig soha nem látott részét, mivel az űrteleszkóp abba a korszakba képes visszatekinteni, amikor az Univerzum kb.13,5 milliárd éve keletkezett. Akkoriban jöttek létre a legelső galaxisok és benne formálódtak a legelső csillagok. Az akkoriban kibocsájtott fény érzékelésére eddig nem volt megfelelő eszközünk, de a James Webb Űrteleszkóp kialakítása miatt képes látni ezeket a réges-régi objektumokat, ráadásul példátlan felbontással és érzékenységgel.

A távoli világok és a Naprendszer felfedezése

Az új űrteleszkóp a közeli univerzum tanulmányozásában is igen hatékony eszköz lesz. A tudósok az új űreszköz segítségével fogják tanulmányozni a Naprendszerünk bolygóit és egyé objektumait, hogy meghatározzák eredetüket, fejlődésüket és összehasonlítsák egyéb exobolygókkal, vagy más csillagok közül keringő bolygókkal. A James Webb Űrteleszkóp segítségével fogják tanulmányozni idegen csillagok lakhatósági zónájában keringő bolygókat. Ez olyan planétákat jelent, ahol lehetséges a folyékony víz jelenléte, ami a mi fogalmaink szerinti élet egyik alapfeltétele. A transzmissziós spektroszkópiás észlelés segítségével tanulmányozhatóvá válik a bolygó légköre, miközben a mögött lévő csillag fénye átszűrődik azon.

Forrás: https://www.jwst.nasa.gov/content/webbLaunch/assets/documents/WebbFactSheet.pdf

Az idegen bolygón tanulmányozásának egyik legelső eredménye a 700 fényévnyire lévő WASP-39b forró gázóriás légkörében kimutatott széndioxid. A bolygó tömege nagyjából ¼-e a Jupiterének (kb. azonos a Szaturnuszéval), de átmérője 1,3-szerese a Jupiterének. Igen kis sűrűsége és puffadtsága a csillag-közeliségének is köszönhető, mivel a bolygón átlagosan 900 ^oC van. A mi Naprendszerünk rideg tájain keringő gázóriásokkal ellentétben a WASP-39b nagyon közel kering a csillagához, amely mindössze 1/8 a Nap és a Merkúr távolságának. Egy kört négy napnál kicsit több idő alatt tesz meg. Amúgy a bolygó felfedezése még 2011-ben történt, amikor az anyacsillag periodikus elhalványodására felfigyeltek. Más távcsövek pl. a Spitzer vagy a Hubble mérései alapján már vízgőzt, nátriumot és káliumot is kimutattak a bolygó légkörében. A James Webb űrteleszkóp páratlanul érzékeny infravörös kamerája egyértelműen kimutatta a széndioxid jelenlétét.

(Kép eredetije: https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/stsci-01gb31ew92w5933hyw7qsmwbqd.png)

Az alsó képen a WASP-39b bolygó művészi ábrázolása látható.

(Kép eredetije: https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/stsci-01gb2s5hkvnrj4crbr9rkm9ceb.png)

Körülmények

Az űrteleszkóp folyamatosan küldi a jobbnál jobb képeket. De mielőtt ezekre a képekre rátérnénk, foglalkozni kell a körülményekkel. Maga a hely az L2-esnek nevezett pont. Mind az 5 Lagrange pont a csillagászati tér azon helyei, ahol egy kis test két, egymás körül keringő nagyobb test gravitációs vonzásának hatására viszonylagos nyugalomban van. Érdemes megnézni a Wikipédia grafikáját: https://hu.wikipedia.org/wiki/F%C3%A1jl:Lagrangian_points_equipotential.gif

A Nap felőli oldal hőmérséklete: +12^oC és 45^oC között.
A sötét oldal hőmérséklete: -236^oC és -231^oC között.
A pillanatnyi értékeket, beleértve a műszerek pillanatnyi hőmérsékletét is, meg lehet nézni itt:
https://www.jwst.nasa.gov/content/webbLaunch/whereIsWebb.html?units=metric