Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb:Όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για τις πρώτες εικόνες

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb χρειάστηκε 30 χρόνια και 10 δισεκατομμύρια δολάρια για να κατασκευαστεί, έχει πετάξει πάνω από 1,5 εκατομμύρια χιλιόμετρα μακριά από τη Γη και τώρα, μπορούμε επιτέλους να δούμε την πρώτη ματιά της δύναμής του με μια συλλογή εικόνων.

Η NASA έχει υποσχεθεί τη βαθύτερη εικόνα του σύμπαντός μας που έχει τραβήξει ποτέ, και αυτές οι πρώτες σειρές εικόνων είναι μόνο το πρώτο βήμα σε μια μακρά δουλειά επέκτασης της οπτικής μας για το σύμπαν.

Τι μπορείτε όμως να περιμένετε από αυτές τις εικόνες, πότε και πού μπορείτε να τις δείτε αυτή την εβδομάδα και τι θα καλύπτουν;

Οι πρώτες εικόνες από το JWST

Βαθιά εικόνα

Σε μια έκπληξη, μια εικόνα κυκλοφόρησε μόνη της. Κυκλοφόρησε το προηγούμενο βράδυ και αποκαλύφθηκε από τον Πρόεδρο Τζο Μπάιντεν.

Η εικόνα δείχνει ένα μακρινό σμήνος γαλαξιών:τον SMACS 0723, που φαίνεται εδώ όπως ήταν πριν από 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια.

Αυτό το μικρό τμήμα του Σύμπαντος καλύπτει ένα κομμάτι ουρανού που έχει περίπου το μέγεθος ενός κόκκου άμμου που κρατιέται στο μήκος του βραχίονα από κάποιον που στέκεται στη Γη.

Τα μεγάλα φωτεινά λευκά φώτα που είναι διάσπαρτα στην εικόνα είναι αστέρια που βρίσκονται στον γαλαξία μας, τον Γαλαξία μας. Ενώ αυτά καταλαμβάνουν μεγάλο μέρος της εικόνας, αυτό που είναι πιο ενδιαφέρον είναι οι μικρότερες κουκκίδες που απλώνονται μεταξύ τους. Αυτοί είναι όλοι γαλαξίες και οι κουκκίδες που μουτζουρώθηκαν ή σύρθηκαν είναι γαλαξίες που βρίσκονται πολύ πιο μακριά.

Η εικόνα επιτεύχθηκε δημιουργώντας μια σύνθεση εικόνων που ελήφθησαν σε διαφορετικά μήκη κύματος σε μια περίοδο που ανήλθε συνολικά σε 12,5 ώρες. Το σμήνος γαλαξιών SMACS 0723 είναι τόσο μεγάλο που λειτουργεί ως βαρυτικός φακός, στον οποίο η βαρύτητα του σμήνος προκαλεί κάμψη του φωτός, σαν να περνούσε από φυσικό φακό.

Με άλλα λόγια, αυτή η εικόνα καταγράφηκε ουσιαστικά από το JWST, ένα ανθρωπογενές τηλεσκόπιο, δείχνοντας την όψη που δημιουργήθηκε από ένα φυσικά κατασκευασμένο τηλεσκόπιο και ο συνδυασμός μας επιτρέπει να βλέπουμε απίστευτα μακρινούς γαλαξίες.

WASP-96 b

Ενώ οι άλλες εικόνες αυτής της πρώτης ομάδας ήταν όλες φωτογραφίες που τραβήχτηκαν με το JWST, αυτή η εικόνα έμοιαζε να μας δίνει μια εικόνα για το διάστημα μέσω ενός γραφήματος. Είναι ένα ελαφρύ γράφημα που αποκαλύπτει βασικές πληροφορίες σχετικά με την ατμοσφαιρική σύνθεση του WASP-96b, ενός καυτό γιγάντιου εξωπλανήτη με μάζα παρόμοια με αυτή του Κρόνου.

Ο πλανήτης βρίσκεται περίπου 1.120 έτη φωτός από εμάς και οι πληροφορίες σε αυτό το γράφημα δείχνουν το νερό με τη μορφή ατμών, ομίχλης και ενδείξεις νεφών.

Τα ευρήματα αυτού του γραφήματος δείχνουν ότι το JWST θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό πλανητών που θα μπορούσαν να είναι δυνητικά κατοικήσιμοι.

Αστρικός θάνατος

Αυτές οι εκπληκτικές εικόνες που παράγονται από το JWST είναι από το Νεφέλωμα του Νότιου Δακτυλίου. Στο κέντρο του νεφελώματος βρίσκεται ένα ετοιμοθάνατο αστέρι (που φαίνεται στο μπλε τμήμα της εικόνας στα αριστερά).

Αυτό το ετοιμοθάνατο αστέρι διώχνει ενεργά αέριο και σκόνη που δημιουργεί τις πορτοκαλί ουσίες που μοιάζουν σχεδόν με αφρό.

Η εικόνα στα δεξιά είναι του ίδιου Νεφελώματος του Νότιου Δακτυλίου. Σε αντίθεση με αυτήν στα αριστερά που τραβήχτηκε με κάμερα υπερύθρων, αυτό μελετάται μέσω του οργάνου μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας (MIRI) που βοηθά τους αστρονόμους να καταγράφουν λεπτομέρειες που προηγουμένως ήταν κρυμμένες στη σκόνη.

Πουιντέτο του Στέφανου

Το Κουιντέτο του Stephan, που αρχικά αναγνωρίστηκε το 1877 από τον Édouard Stephan, αποτελείται από πέντε αλληλεπιδρώντες γαλαξίες που έχουν την όψη σχεδόν να αγγίζουν ο ένας τον άλλον. Αν και φαίνεται ότι όλοι οι γαλαξίες βρίσκονται στην ίδια απόσταση, ένας από αυτούς (NGC 7320) είναι στην πραγματικότητα πολύ πιο κοντά σε απόσταση περίπου 40 εκατομμυρίων ετών φωτός μακριά.

Οι άλλοι γαλαξίες βρίσκονται περίπου 290 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Αυτή η ομαδοποίηση γαλαξιών που είναι τόσο κοντά ο ένας στον άλλο επιτρέπει στους επιστήμονες να παρακολουθήσουν τη συγχώνευσή τους για να κατανοήσουν καλύτερα πώς εξελίσσονται οι γαλαξίες.

Ενώ αυτή η ομάδα γαλαξιών έχει απεικονιστεί στο παρελθόν, το JWST επιτυγχάνει περισσότερες λεπτομέρειες από πριν. Σπινθηροβόλα σμήνη εκατομμυρίων αστεριών και αστροεκρήξεις μπορούν να φανούν γύρω από το εξωτερικό του κουιντέτου, και η εικόνα καταγράφει επίσης τεράστια ωστικά κύματα καθώς ένας από τους γαλαξίες συντρίβει ένα σμήνος.

Νεφέλωμα Carina

Στραβίστε τα μάτια σας και αυτή η φωτογραφία θα μπορούσε κάλλιστα να είναι μια οροσειρά τη νύχτα. Αυτό είναι στην πραγματικότητα η άκρη μιας νεαρής περιοχής σχηματισμού άστρων στο νεφέλωμα Carina. Αυτή η εικόνα αποκαλύπτει προηγουμένως καλυμμένες περιοχές γέννησης αστεριών.

Έχει το παρατσούκλι «κοσμικοί βράχοι» και είναι σαφές το γιατί. Αυτή είναι η άκρη μιας αέριας κοιλότητας που απέχει περίπου 7.600 έτη φωτός μακριά. Αυτός ο σχηματισμός έχει δημιουργηθεί από την έντονη υπεριώδη ακτινοβολία και τους αστρικούς ανέμους από υπερμεγέθη, καυτά νεαρά αστέρια που βρίσκονται στο κέντρο της φυσαλίδας (βρίσκεται ακριβώς πάνω από αυτό που είναι ορατό σε αυτήν την εικόνα.

Πάνω από τα πορτοκαλί «βουνά» υπάρχει μια λευκή ουσία που μοιάζει με ατμό. Αυτό είναι στην πραγματικότητα ιονισμένο αέριο και καυτή σκόνη που ρέει μακριά από το νεφέλωμα λόγω της έντονης ακτινοβολίας.

Αυτές οι παρατηρήσεις και οι εικόνες του NGC 3324 θα βοηθήσουν να ρίξει φως στους σχηματισμούς αστεριών και τη γέννηση των αστεριών.

Πότε θα βγουν οι πρώτες εικόνες και πού μπορείτε να τις δείτε;

Αρχικά, όλες οι πρώτες εικόνες επρόκειτο να κυκλοφορήσουν μαζί, αλλά τώρα έχει αλλάξει τα σχέδια.

Η πρώτη επίσημη εικόνα από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb θα αποκαλυφθεί από τον Joe Biden στις 11 Ιουλίου 2022 στις 22:00 BST. Αυτή αναμένεται να είναι η βαθύτερη και υψηλότερης ανάλυσης υπέρυθρη άποψη του σύμπαντος που έχει καταγραφεί ποτέ.

Στη συνέχεια, θα ακολουθήσει συνέντευξη Τύπου στις 12 Ιουλίου 2022 στις 3 μ.μ. BST με τις υπόλοιπες εικόνες.

Μπορείτε να παρακολουθήσετε τη συνέντευξη Τύπου στο NASA Live και στην ESA Web TV.

Τι θα δείξει ο πρώτος γύρος εικόνων;

Η ομάδα JWST ανακοίνωσε τώρα τη λίστα των αντικειμένων που έχει στοχεύσει με τον πρώτο γύρο εικόνων. Θα υπάρχουν πέντε περιοχές που εμφανίζονται σε αυτές τις εικόνες:

Νεφέλωμα Carina

Ένα από τα μεγαλύτερα και φωτεινότερα νεφελώματα στον ουρανό, το νεφέλωμα Carina απέχει περίπου 7600 έτη φωτός μακριά. Το νεφέλωμα Carina φιλοξενεί μερικά τεράστια αστέρια, αρκετά από τα οποία είναι πολύ μεγαλύτερα από τον Ήλιο.

WASP-96b

Ο WASP-96b είναι ένας γιγάντιος πλανήτης που βρίσκεται έξω από το ηλιακό μας σύστημα. Αποτελείται κυρίως από αέριο και απέχει περίπου 1150 έτη φωτός από τη Γη. Ανακαλύφθηκε το 2014.

Νεφέλωμα του νότιου δακτυλίου

Ένα διαστελλόμενο νέφος αερίου που περιβάλλεται από ένα ετοιμοθάνατο αστέρι, το Νεφέλωμα Southern Ring είναι η τέλεια ευκαιρία για να δοκιμάσετε τις υπέρυθρες εικόνες του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb. Έχει διάμετρο σχεδόν μισό έτος φωτός και απέχει περίπου 2000 έτη φωτός από τη Γη.

Stephan's Quintet

Το Κουιντέτο του Stephan βρίσκεται σε απόσταση 290 εκατομμυρίων ετών φωτός μακριά. Είναι η πρώτη συμπαγής ομάδα γαλαξιών που ανακαλύφθηκε ποτέ το 1877 και θα είναι η πιο απομακρυσμένη εικόνα που τραβήχτηκε από το JWST.

SMACS 0723

Το SMACS 0723 είναι ένα κομμάτι ουρανού στον νότιο αστερισμό του Volans. Έχει ένα τεράστιο σμήνος γαλαξιών στο προσκήνιο που λειτουργούν σαν ένας τεράστιος μεγεθυντικός φακός. Αυτό συμβαίνει επειδή η απίστευτη μάζα τους προκαλεί μια αξιοσημείωτη καμπυλότητα του χωροχρόνου γύρω τους, μεγεθύνοντας το φως από μακρινά αντικείμενα.

Πού βρίσκεται τώρα το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb;

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb βρίσκεται τώρα σε τροχιά L2 - τον τελικό του προορισμό, περίπου 1,5 εκατομμύριο χιλιόμετρα από τη Γη. Αυτό είναι ένα ταξίδι που χρειάστηκε περίπου ένα μήνα για να ολοκληρωθεί.

Μπορείτε να παρακολουθείτε την πρόοδό του με τη λειτουργία «Where is Webb» της NASA. Αυτό δεν δείχνει μόνο την τρέχουσα απόσταση από τη Γη, αλλά και την ταχύτητα, τη θερμοκρασία του τηλεσκοπίου, πόσο καιρό βρίσκεται σε τροχιά και ποιο είναι το επόμενο στάδιο του.

Πότε εκτοξεύτηκε το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb;

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb εκτοξεύτηκε την ημέρα των Χριστουγέννων του 2021.

Εάν ήσασταν πολύ απασχολημένοι με το άνοιγμα των δώρων και απολαμβάνοντας ένα χριστουγεννιάτικο δείπνο για να παρακολουθήσετε την κυκλοφορία στην τηλεόραση, μπορείτε να δείτε ξανά την κυκλοφορία στο κανάλι JWST στο YouTube.

Ενώ το τηλεσκόπιο έχει πλέον ξεκινήσει επίσημα, είδε τεράστιο αριθμό καθυστερήσεων για να φτάσει σε αυτό το σημείο. Το αστεροσκοπείο αρχικά αναμενόταν να εκτοξευθεί το 2007. Έκτοτε, έχει βιώσει περισσότερες από 16 καθυστερήσεις εκτόξευσης με την πανδημία να επεκτείνει την ημερομηνία πέρα ​​από την τελευταία αναμενόμενη ημερομηνία του Μαρτίου 2021.

Το τηλεσκόπιο εκτοξεύτηκε με τον πύραυλο Ariane 5. Αυτός είναι ένας εξειδικευμένος πύραυλος που έχει σχεδιαστεί για να μεταφέρει δορυφόρους και άλλα ωφέλιμα φορτία σε τροχιά μεταφοράς ή σε χαμηλή τροχιά.

Ποιος είναι ο James Webb;

Ίσως να σκέφτεστε, ποιος έχει την τιμή να έχει ένα τόσο ιστορικό τηλεσκόπιο το όνομά του; Λοιπόν, αυτός ο τίτλος πηγαίνει στον Τζέιμς Έντουιν Γουέμπ, τον δεύτερο διαχειριστή της NASA, περισσότερο γνωστός για τον επικεφαλής του Apollo – του πρώτου διαστημικού προγράμματος που στέλνει ανθρώπους στη Σελήνη.

Ήταν επίσης καθοριστικός στα δύο διαστημικά προγράμματα με πληρώματα που ακολούθησαν από τον Απόλλωνα:Mercury και Gemini. Ενώ ο Webb πέθανε τελικά το 1992, σε ηλικία 85 ετών, άφησε πίσω του μια τεράστια κληρονομιά, που άξιζε ένα τηλεσκόπιο που πήρε το όνομά του.

«Είναι σωστό να ονομαστεί ο διάδοχος του Hubble προς τιμήν του James Webb. Χάρη στις προσπάθειές του, πήραμε τις πρώτες μας αναλαμπές στο δραματικό τοπίο του διαστήματος», δήλωσε ο πρώην διαχειριστής της NASA Σον Ο'Κιφ για το όνομα του παρατηρητηρίου. "Πήρε το έθνος μας στα πρώτα του ταξίδια εξερεύνησης, μετατρέποντας τη φαντασία μας σε πραγματικότητα."

Το τηλεσκόπιο δεν ονομαζόταν πάντα από τον Webb. Ξεκίνησε τη ζωή του ως γνωστό ως Διαστημικό Τηλεσκόπιο Επόμενης Γενιάς, το οποίο, ρεαλιστικά, δεν είναι το πιο ευφάνταστο όνομα που έχουμε ακούσει ποτέ!

Πόσο μεγάλο είναι το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb;

Ως διάδοχος του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble, το JWST είναι το μεγαλύτερο διαστημικό παρατηρητήριο που κατασκευάστηκε ποτέ. Η γιγάντια βάση της αντηλιακής ασπίδας έχει διαστάσεις 22 επί 12 μέτρα, περίπου το ίδιο μέγεθος με ένα γήπεδο τένις.

Αν και σχεδόν δύο φορές μεγαλύτερο από το Hubble (το οποίο έχει μήκος μόλις 13 μέτρα), το JWST έχει σχεδόν το μισό βάρος στα 6.500 κιλά.

Οι επιχρυσωμένοι καθρέφτες του JWST έχουν συνολική διάμετρο 6,5 μέτρα, πολύ μεγαλύτερη από την πλάκα διαμέτρου 2,4 μέτρων του Hubble. Συνολικά, το JWST θα έχει περίπου 15 φορές ευρύτερη όψη από το Hubble.

Πόσο μακριά μπορεί να δει το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb;

Χρησιμοποιώντας το υπέρυθρο τηλεσκόπιό του, το παρατηρητήριο JWST θα εξετάσει αντικείμενα που βρίσκονται πάνω από 13,6 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά.

Λόγω του χρόνου που χρειάζεται φως για να ταξιδέψει στο Σύμπαν, αυτό σημαίνει ότι το JWST θα κοιτάζει ουσιαστικά αντικείμενα πριν από 13,6 δισεκατομμύρια χρόνια, περίπου 100 έως 250 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Αυτό είναι το πιο μακρινό πίσω στο χρόνο που έχει παρατηρηθεί ποτέ από την ανθρωπότητα.

Πού θα κάνει τροχιά το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb;

Μετά την εκτόξευση στο διάστημα, το JWST θα κάνει τροχιά γύρω από τον Ήλιο, πετώντας έως και 1,5 εκατομμύρια χιλιόμετρα από τη Γη σε θερμοκρασίες που φτάνουν τους -223°C.

Για σύγκριση, η Σελήνη απέχει 384.400 χιλιόμετρα, ενώ το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble πετά μόλις 570 χιλιόμετρα πάνω από τον πλανήτη μας. Καθώς το JWST θα λειτουργεί τόσο μακριά από τη Γη, δεν θα μπορεί να εξυπηρετηθεί από αστροναύτες εάν προκύψουν σφάλματα.

Ποια είναι η αποστολή του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb;

Καθώς το JWST είναι προϊόν διεθνούς συνεργασίας μεταξύ της NASA, της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας (ESA) και της Καναδικής Διαστημικής Υπηρεσίας (CSA), έχει πολλούς στόχους αποστολής.

Αυτά περιλαμβάνουν:

• Εξετάστε το πρώτο φως στο Σύμπαν και τα ουράνια αντικείμενα που σχηματίστηκαν λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
• Ερευνήστε πώς σχηματίζονται και εξελίσσονται οι γαλαξίες.
• Μελετήστε τις ατμόσφαιρες μακρινών εξωπλανητών.
• Τραβήξτε εικόνες πλανητών στο δικό μας ηλιακό σύστημα.
• Εντοπίστε στοιχεία σκοτεινής ύλης.

Το JWST αναμένεται να λειτουργήσει για πέντε χρόνια μετά την κυκλοφορία του. Ωστόσο, η NASA ελπίζει ότι το αστεροσκοπείο θα διαρκέσει περισσότερο από 10 χρόνια.

Δυστυχώς, το αστεροσκοπείο δεν θα μπορεί να λειτουργεί για πάντα:αν και κυρίως με ηλιακή ενέργεια, το JWST χρειάζεται μια μικρή ποσότητα πεπερασμένου καυσίμου για να διατηρήσει την τροχιά και τα όργανά του.

Πώς είναι διαφορετικό το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb από το Hubble;

Το James Webb θεωρείται από πολλές απόψεις ως ένας βελτιωμένος διάδοχος του τηλεσκοπίου Hubble που εκτοξεύτηκε πολύ πίσω το 1990. Είναι όμως παρόμοια ή αυτά τα δύο τηλεσκόπια είναι δραστικά διαφορετικά;

Πρώτον, και τα δύο τηλεσκόπια βλέπουν το φως με διαφορετικούς τρόπους. Η κύρια εστίαση του Hubble είναι τόσο στο ορατό όσο και στο υπεριώδες φως. Ενώ μπορεί να παρατηρήσει ένα πολύ μικρό τμήμα του υπέρυθρου φάσματος, δεν είναι καθόλου κοντά στην έκταση στην οποία μπορεί το JWST.

Το JWST έχει σχεδιαστεί ειδικά για να εστιάζει στο υπέρυθρο φάσμα. Δεν μπορεί να δει στο υπεριώδες φως όπως το Hubble, αλλά θα μπορεί να εστιάζει σε φωτεινά αντικείμενα όπως πολύ μακρινούς γαλαξίες.

Το τηλεσκόπιο James Webb είναι επίσης πολύ μεγαλύτερο από το Hubble, κυρίως λόγω της μεγάλης ασπίδας του. Αυτό χρησιμοποιείται σε όλα τα διαστημικά τηλεσκόπια, αλλά είναι ιδιαίτερα σημαντικό με το James Webb λόγω των υπέρυθρων καμερών του. Εάν δεν διατηρηθεί δροσερό, μπορεί να κινδυνεύσει να τυφλωθεί στα φώτα των αντικειμένων που προσπαθεί να παρατηρήσει.

Μια άλλη βασική διαφορά μεταξύ των δύο δορυφόρων είναι η απόσταση που θα διατηρηθούν. Το τηλεσκόπιο Hubble βρισκόταν σε τροχιά πάνω από την ατμόσφαιρα της Γης, αλλά ήταν αρκετά κοντά ώστε να προσεγγιστεί εάν χρειαζόταν να γίνουν επισκευές.

Το JWST από την άλλη θα είναι μακριά, περίπου 1,5 εκατομμύριο χιλιόμετρα μακριά! Αυτό είναι τόσο πιο μακριά από ό,τι έχει ταξιδέψει ποτέ οποιοσδήποτε άνθρωπος όσο και πολύ μακριά για να πάει ποτέ κάποιος να επισκευάσει τον δορυφόρο εάν κάτι πάει στραβά.

Θα είναι τόσο μακριά για μερικούς λόγους. Θα βρίσκεται σε ένα μέρος όπου η βαρύτητα του Ήλιου και της Γης συνεργάζονται για να βοηθήσουν στη διατήρηση του δορυφόρου στη θέση του, καθώς και θα είναι πολύ μακριά από την ανακλώμενη ακτινοβολία της Γης, βοηθώντας τον να διατηρείται δροσερός.

Διαβάστε περισσότερα:

• Τι είναι τα σημεία Lagrange;
• JUICE:Ποια μυστικά κρύβονται κάτω από την παγωμένη επιφάνεια των φεγγαριών του Δία;
• Η σεληνιακή πύλη της NASA:Τα σχέδια για έναν μόνιμο διαστημικό σταθμό που θα περιστρέφεται γύρω από τη Σελήνη