Członkowie misji NASA JWST (James Webb Space Telescope) twierdzą, że choć Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba już oczarował nas wieloma pięknymi zdjęciami, najlepsze z nich są dopiero przed nami. Sensacyjne, nowo opublikowane zdjęcie WR 124 – ogromnej gwiazdy, która podczas swojego życia straciła już około 10 mas słońca – jest idealną ilustracją, jak instrumenty bliskiej i średniej podczerwieni razem z niesamowitą optyką 6,5-metrowego lustra teleskopu umożliwiają na uzyskanie detali, o jakich wcześniej nam się nie śniło. Dane z instrumentów NIRCam (Near-Infrared Camera) i MIRI (Mid-Infrared Instrument) ukazują zbitą strukturę dookoła WR 124, co pozwala na lepsze zrozumienie, jak powstają chmury pyłu i gazu, rozmiar i jakość ich cząstek oraz jak wpływa on na generalny skład gazu w Drodze Mlecznej, który jest poddany „recyklingowi” w kolejnej generacji gwiazd i planet.
Jasna, gorąca gwiazda Wolfa-Rayeta 124 (WR 124), znajdująca się około 15000 lat świetlnych od Ziemi, jest widoczna na samym środku zdjęcia.
Poprzez obserwację obłoków pyłu otaczających regiony formowania się gwiazd, nieprzejrzystych w obrębie pasm światła widzialnego, JWST jest w stanie wydobyć te ważne szczegóły. Naukowcy nie chcą jednak tylko poznać, jak formują się ciała niebieskie, ale także jak ewoluują. Badania nad WR 124 pozwolą na udzielenie odpowiedzi na te pytania, gdyż gwiazda centralna wyrzucająca światło w zewnętrzne warstwy mgławicy ma masę około 30 mas słońca i skończy swój żywot eksplozją supernowej.
JWST planuje przeprowadzić podobne obserwacje również dla planet, wpierw z Układu Słonecznego. Mieliśmy okazję już ujrzeć niesamowite zdjęcia Marsa, Jowisza i Neptuna oraz obrazy ze zderzenia sondy DART z asteroidą Dimorphos we wrześniu 2022 roku.
Zdjęcie Neptuna z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba.
Pozasłoneczne układy też są celem badań. Do tej pory odkryto ponad 5000 egzoplanet, różniących się od siebie rozmiarem i charakterystyką. Najprostsze w obserwacji okazały się tak zwane „gorące Jowisze”, czyli gazowe olbrzymy krążące bardzo blisko swoich gwiazd, na promieniu orbity wynoszącym zaledwie kilka milionów kilometrów, ponieważ wysyłają najmocniejsze sygnały. Dane z takich właśnie planet dostarczył nam Teleskop Jamesa Webba, w tym egzoplanety WASP-39b znajdującej się 700 lat świetlnych od Ziemi. Badania przeprowadzane są za pomocą spektroskopii tranzytowej, w której podczas tranzytu ciała (przejścia przez tarczę gwiazdy) część światła przechodzi przez jego atmosferę i jest pochłaniana przez znajdujące się w niej cząstki na różnych długościach fal. Tak właśnie powstało spektrum atmosfery WASP-39b, na którym można zauważyć linie absorpcyjne umożliwiające określenie jej składu – jest to do tej pory najbardziej szczegółowy opis atmosfery egzoplanety.
W miarę jak JWST bada charakterystykę coraz to nowych ciał, nadejdą na pewno ekscytujące odkrycia, które będą mogły powiedzieć nam więcej o formowaniu się i ewolucji planet. Mikstura gazów w atmosferze planetarnej może dać nam przydatne wskazówki w uzyskaniu tej wiedzy. Zanim wystrzelono Teleskop Jamesa Webba, takie obserwacje ograniczały się tylko do gorących Jowiszów, lecz teraz jesteśmy w stanie badać także mniejsze ciała niebieskie. Eksploracje planet skalistych w systemie TRAPPIST-1 cały czas trwają, ale przez ich rozmiar i orbitę czerwonego karła o słabej jasności, teleskopowi zajmie to znacznie więcej czasu. W ciągu następnych paru lat spodziewać się jednak możemy wyników, które mogą zmienić nasze spojrzenie na własną planetę z „kosmicznego” punktu widzenia. Te odpowiedzi, jakiekolwiek by nie były, z pewnością nadchodzą i będą niezwykle ekscytujące nawet pod względem historycznych osiągnięć związanych z eksploracją Wszechświata.
Kolejną zagadką, pobudzającą wyobraźnię tak samo jak poszukiwanie nadających się do zamieszkania egzoplanet, jest ciemna materia odpowiedzialna za dodatkowy efekt grawitacyjny obserwowany w galaktykach i gromadach oraz ciemna energia, nieznana siła powodująca przyspieszające rozszerzanie się wszechświata. JWST nie będzie w stanie odkryć, czym są te dwa tajemnicze składniki Wszechświata, jednak dzięki obserwacji zachowań obiektów możemy ustalić niektóre ich cechy. Naukowcy zadają sobie te pytania od czasu, gdy Vera Rubin po raz pierwszy zidentyfikowała obecność ciemnej materii w latach 70 XX wieku, a Teleskop Jamesa Webba może pomóc w dokonaniu kolejnych kroków w zrozumieniu roli i działania ciemnej materii i energii.
Korekta – Szymon Ryszkowski, Matylda Kołomyjec
