Μια νέα εποχή έχει ξεκινήσει για την αστρονομία, καθώς ο κόσμος βλέπει για πρώτη φορά τις πλήρεις δυνατότητες του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb της NASA (γνωστό και με τη συντομογραφία JWST). Οι πρώτες έγχρωμες εικόνες που δόθηκαν στη δημοσιότητα από το Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard είναι τουλάχιστον εντυπωσιακές και αντιπροσωπεύουν το πρώτο "κύμα" έγχρωμων επιστημονικών εικόνων και φασμάτων που έχει συγκεντρώσει το JWST με την επίσημη έναρξη των επιστημονικών εργασιών του.
Οι παρακάτω πρώτες εικόνες από το μεγαλύτερο και ισχυρότερο διαστημικό τηλεσκόπιο του κόσμου δείχνουν το Webb σε πλήρη ισχύ, έτοιμο να ξεκινήσει την αποστολή του για να ξεδιπλώσει το υπέρυθρο σύμπαν. Επιλέχθηκαν από διεθνή επιτροπή εκπροσώπων της NASA, της ESA, της CSA και του Space Telescope Science Institute.
Η περιοχή NGC 3324 στο Carina Nebula
Πηγή εικόνας: NASA, ESA, CSA, and STScI
Αυτό το τοπίο από "βουνά" και "κοιλάδες" διάστικτο με λαμπερά αστέρια είναι στην πραγματικότητα η άκρη μιας κοντινής, νεαρής περιοχής σχηματισμού άστρων που ονομάζεται NGC 3324 στο νεφέλωμα Carina. Η εικόνα αυτή, η οποία καταγράφηκε στο υπέρυθρο φως από το νέο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA, αποκαλύπτει για πρώτη φορά αόρατες μέχρι πρότινος περιοχές γέννησης άστρων.
Ονομάζεται Cosmic Cliffs (Κοσμικοί Γκρεμοί) και η φαινομενικά τρισδιάστατη εικόνα του Webb μοιάζει με απόκρημνα βουνά σε ένα φεγγαρόφωτο βράδυ. Στην πραγματικότητα, πρόκειται για την άκρη της γιγαντιαίας, αέριας κοιλότητας μέσα στον NGC 3324, και οι ψηλότερες "κορυφές" σε αυτή την εικόνα έχουν ύψος περίπου 7 έτη φωτός. Η σπηλαιώδης περιοχή έχει σκαλιστεί από το νεφέλωμα από την έντονη υπεριώδη ακτινοβολία και τους αστρικούς ανέμους από εξαιρετικά ογκώδη, καυτά, νεαρά άστρα που βρίσκονται στο κέντρο της φυσαλίδας, πάνω από την περιοχή που φαίνεται σε αυτή την εικόνα.
Κουιντέτο με Γαλαξίες
Πηγή εικόνας: NASA, ESA, CSA, and STScI
Το Κουιντέτο του Stephan (Stephan’s Quintet), μια οπτική ομαδοποίηση πέντε γαλαξιών, είναι περισσότερο γνωστό για την παρουσία του στην κλασική ταινία, «It’s a Wonderful Life». Σήμερα, το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA αποκαλύπτει το Κουιντέτο του Stephan υπό ένα νέο φως. Αυτό το τεράστιο μωσαϊκό είναι η μεγαλύτερη εικόνα του Webb μέχρι σήμερα, που καλύπτει περίπου το ένα πέμπτο της διαμέτρου της Σελήνης. Περιέχει πάνω από 150 εκατομμύρια pixel και είναι κατασκευασμένο από σχεδόν 1.000 ξεχωριστά αρχεία εικόνας. Οι πληροφορίες από το Webb παρέχουν νέες ιδέες για το πώς οι γαλαξιακές αλληλεπιδράσεις μπορεί να οδήγησαν την εξέλιξη των γαλαξιών στο πρώιμο σύμπαν.
Με την ισχυρή, υπέρυθρη όρασή του και την εξαιρετικά υψηλή χωρική ανάλυση, το Webb δείχνει λεπτομέρειες που δεν έχουν παρατηρηθεί ποτέ προηγουμένως σε αυτή την ομάδα γαλαξιών. Αστραφτερά σμήνη εκατομμυρίων νεαρών αστέρων και περιοχές αστροταχύτητας με φρέσκα αστέρια κοσμούν την εικόνα. Σαρωτικές ουρές αερίων, σκόνης και άστρων έλκονται από αρκετούς από τους γαλαξίες λόγω βαρυτικών αλληλεπιδράσεων. Το πιο εντυπωσιακό είναι ότι το Webb καταγράφει τεράστια κρουστικά κύματα καθώς ένας από τους γαλαξίες, ο NGC 7318B, διαπερνά το σμήνος.
Πλανητικό Νεφέλωμα NGC 3132
Πηγή εικόνας: NASA, ESA, CSA, and STScI
Το πιο αμυδρό αστέρι στο κέντρο αυτής της σκηνής στέλνει δακτυλίους αερίου και σκόνης εδώ και χιλιάδες χρόνια προς όλες τις κατευθύνσεις και το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA αποκάλυψε για πρώτη φορά ότι αυτό το αστέρι είναι καλυμμένο με σκόνη.
Δύο κάμερες στο σκάφος Webb κατέγραψαν την τελευταία εικόνα αυτού του πλανητικού νεφελώματος, το οποίο καταγράφεται ως NGC 3132 και είναι γνωστό ανεπίσημα ως Southern Ring Nebula. Βρίσκεται σε απόσταση περίπου 2. 500 ετών φωτός.
To Webb θα επιτρέψει στους αστρονόμους να ερευνήσουν πολύ περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με πλανητικά νεφελώματα όπως αυτό εδώ (νέφη αερίου και σκόνης που εκτοξεύονται από ετοιμοθάνατους αστέρες). Η κατανόηση του ποια μόρια υπάρχουν και πού βρίσκονται στα κελύφη του αερίου και της σκόνης θα βοηθήσει τους ερευνητές να βελτιώσουν τις γνώσεις τους για αυτά τα αντικείμενα.
Ανάλυση ατμόσφαιρας εξωπλανήτη
Πηγή εικόνας: NASA, ESA, CSA, and STScI
Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA κατέγραψε την ευδιάκριτη υπογραφή του νερού, μαζί με ενδείξεις για σύννεφα και ομίχλη στην ατμόσφαιρα που περιβάλλει έναν καυτό, φουσκωμένο "γίγαντα" αερίων πλανήτη σε τροχιά γύρω από ένα μακρινό άστρο που μοιάζει με τον Ήλιο.
Η παρατήρηση, η οποία αποκαλύπτει την παρουσία συγκεκριμένων μορίων αερίου με βάση μικροσκοπικές μειώσεις στη φωτεινότητα ακριβών χρωμάτων φωτός, είναι η πιο λεπτομερής του είδους της μέχρι σήμερα, αποδεικνύοντας την πρωτοφανή ικανότητα του Webb να αναλύει ατμόσφαιρες εκατοντάδων ετών φωτός μακριά.
Ενώ το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble έχει αναλύσει πολυάριθμες ατμόσφαιρες εξωπλανητών τις τελευταίες δύο δεκαετίες, καταγράφοντας την πρώτη σαφή ανίχνευση νερού το 2013, η άμεση και πιο λεπτομερής παρατήρηση του Webb σηματοδοτεί ένα τεράστιο άλμα προς τα εμπρός στην προσπάθεια να χαρακτηριστούν οι δυνητικά κατοικήσιμοι πλανήτες πέρα από τη Γη.
Η πιο βαθιά εικόνα του σύμπαντος μέχρι σήμερα
Πηγή εικόνας: NASA, ESA, CSA, and STScI
Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA παρήγαγε επίσης την πιο βαθιά και ευκρινή υπέρυθρη εικόνα του μακρινού σύμπαντος μέχρι σήμερα. Γνωστή ως το Πρώτο Βαθύ Πεδίο του Webb, αυτή η εικόνα του σμήνους γαλαξιών SMACS 0723 ξεχειλίζει από λεπτομέρειες.
Χιλιάδες γαλαξίες, συμπεριλαμβανομένων των πιο αμυδρών αντικειμένων που έχουν παρατηρηθεί ποτέ στο υπέρυθρο, εμφανίστηκαν για πρώτη φορά στην εικόνα του Webb. Αυτό το κομμάτι του απέραντου σύμπαντος καλύπτει ένα κομμάτι του ουρανού περίπου στο μέγεθος ενός κόκκου άμμου που κρατάει κάποιος στο έδαφος σε απόσταση αναπνοής.
Εικόνες από τις δοκιμές του Webb: ο Δίας
Εκτός από τα παραπάνω, δημοσιεύτηκαν και δεδομένα από την περίοδο δοκιμών του τηλεσκοπίου JWST. Τα δεδομένα περιλαμβάνουν εικόνες του Δία και εικόνες και φάσματα διαφόρων αστεροειδών, που ελήφθησαν για να δοκιμαστούν τα όργανα του τηλεσκοπίου πριν από την επίσημη έναρξη των επιστημονικών εργασιών στις 12 Ιουλίου. Τα δεδομένα αποδεικνύουν την ικανότητα του Webb να παρακολουθεί στόχους του ηλιακού συστήματος και να παράγει εικόνες και φάσματα με πρωτοφανή λεπτομέρεια.
Πηγή εικόνας: NASA, ESA, CSA και B. Holler and J. Stansberry (STScI)
Οι λάτρεις του Δία θα αναγνωρίσουν μερικά γνωστά χαρακτηριστικά του τεράστιου πλανήτη του ηλιακού μας συστήματος σε αυτές τις εικόνες που είδαμε μέσα από το υπέρυθρο βλέμμα του Webb. Μια άποψη από το φίλτρο μικρού μήκους κύματος του οργάνου NIRCam δείχνει διακριτές ζώνες που περιβάλλουν τον πλανήτη, καθώς και τη Μεγάλη Κόκκινη Κηλίδα, μια καταιγίδα αρκετά μεγάλη για να καταπιεί τη Γη. Η εικονική κηλίδα εμφανίζεται λευκή σε αυτή την εικόνα λόγω του τρόπου επεξεργασίας της υπέρυθρης εικόνας του Webb.
"Σε συνδυασμό με τις εικόνες βαθύ πεδίου που κυκλοφόρησαν τις προάλλες, αυτές οι εικόνες του Δία καταδεικνύουν το πλήρες εύρος των δυνατοτήτων που μπορεί να παρατηρήσει ο Webb, από τους πιο αμυδρούς, πιο μακρινούς παρατηρήσιμους γαλαξίες μέχρι πλανήτες στη δική μας κοσμική αυλή που μπορείτε να δείτε με γυμνό μάτι από την πραγματική σας αυλή", δήλωσε ο Bryan Holler, επιστήμονας στο Space Telescope Science Institute στη Βαλτιμόρη, ο οποίος βοήθησε στο σχεδιασμό αυτών των παρατηρήσεων.
Πηγή εικόνας: NASA, ESA, CSA, and B. Holler and J. Stansberry (STScI)
Αριστερά είναι ευδιάκριτη η Ευρώπη, ένα φεγγάρι με πιθανό ωκεανό κάτω από τον παχύ παγωμένο φλοιό του, και ο στόχος της επικείμενης αποστολής Europa Clipper της NASA. Επιπλέον, η σκιά της Ευρώπης φαίνεται στα αριστερά της Μεγάλης Ερυθράς κηλίδας. Άλλα ορατά φεγγάρια σε αυτές τις εικόνες είναι η Θήβα και η Μήτιδα.
Οι επιστήμονες ανυπομονούσαν ιδιαίτερα να δουν αυτές τις εικόνες επειδή αποτελούν απόδειξη ότι το Webb μπορεί να παρατηρήσει τους δορυφόρους και τους δακτυλίους κοντά σε φωτεινά αντικείμενα του ηλιακού συστήματος, όπως ο Δίας, ο Κρόνος και ο Άρης. Οι επιστήμονες θα χρησιμοποιήσουν το Webb για να διερευνήσουν το βασανιστικό ερώτημα αν μπορούμε να δούμε πίδακες υλικού που εκτοξεύονται από φεγγάρια όπως η Ευρώπη και ο Εγκέλαδος του Κρόνου. Το Webb μπορεί να μπορεί να δει τις υπογραφές των λοφίων που εναποθέτουν υλικό στην επιφάνεια στο Europa.
Πηγή εικόνας: NASA, ESA, CSA, and B. Holler and J. Stansberry (STScI)
Επιπλέον, το Webb κατέγραψε εύκολα μερικούς από τους δακτυλίους του Δία, οι οποίοι ξεχωρίζουν ιδιαίτερα στην εικόνα του φίλτρου μεγάλου μήκους κύματος της NIRcam. Το γεγονός ότι οι δακτύλιοι εμφανίστηκαν σε μία από τις πρώτες εικόνες του Webb για το ηλιακό σύστημα είναι απολύτως εκπληκτικό.
"Οι εικόνες του Δία με τα φίλτρα στενής ζώνης σχεδιάστηκαν για να παρέχουν ωραίες εικόνες ολόκληρου του δίσκου του πλανήτη, αλλά ο πλούτος των πρόσθετων πληροφοριών για τα πολύ αμυδρά αντικείμενα (Μέτις, Θήβα, κύριος δακτύλιος, ομίχλες) σε αυτές τις εικόνες με έκθεση περίπου ενός λεπτού ήταν απολύτως μια πολύ ευχάριστη έκπληξη", δήλωσε ο John Stansberry, επιστήμονας του παρατηρητηρίου και επικεφαλής του προγράμματος NIRCam στο Space Telescope Science Institute.
Πηγή εικόνας: NASA, ESA, CSA, and B. Holler and J. Stansberry (STScI)
To Webb έλαβε επίσης αυτές τις εικόνες του Δία και της Ευρώπης που κινούνται στο οπτικό πεδίο του τηλεσκοπίου σε τρεις ξεχωριστές παρατηρήσεις. Η δοκιμή αυτή κατέδειξε την ικανότητα του παρατηρητηρίου να βρίσκει και να παρακολουθεί αστέρια-οδηγούς στην περιοχή του φωτεινού Δία.
Αστεροειδείς και κομήτες
Πηγή εικόνας: NASA, ESA, CSA, and B. Holler and J. Stansberry (STScI)
Πόσο γρήγορα όμως μπορεί να κινηθεί ένα αντικείμενο και να εξακολουθεί να παρακολουθείται από το Webb; Αυτό ήταν ένα σημαντικό ερώτημα για τους επιστήμονες που μελετούν αστεροειδείς και κομήτες. Κατά τη διάρκεια της θέσης σε λειτουργία, το Webb χρησιμοποίησε έναν αστεροειδή με την ονομασία 6481 Tenzing, ο οποίος βρίσκεται στη ζώνη αστεροειδών μεταξύ Άρη και Δία, για να ξεκινήσει τις δοκιμές παρακολούθησης κινούμενου στόχου "ορίου ταχύτητας".
Το Webb σχεδιάστηκε με την απαίτηση να παρακολουθεί αντικείμενα που κινούνται τόσο γρήγορα όσο ο Άρης, ο οποίος έχει μέγιστη ταχύτητα 30 χιλιοστά του δευτερολέπτου ανά δευτερόλεπτο. Κατά τη διάρκεια της θέσης σε λειτουργία, η ομάδα του Webb πραγματοποίησε παρατηρήσεις διαφόρων αστεροειδών, οι οποίοι εμφανίζονταν όλοι ως μια κουκκίδα, επειδή ήταν όλοι μικροί. Η ομάδα απέδειξε ότι το Webb θα εξακολουθήσει να λαμβάνει πολύτιμα δεδομένα με όλα τα επιστημονικά όργανα για αντικείμενα που κινούνται έως και 67 χιλιοστά του δευτερολέπτου ανά δευτερόλεπτο, δηλαδή περισσότερο από το διπλάσιο της αναμενόμενης βασικής γραμμής, κάτι παρόμοιο με το να φωτογραφίζεις μια χελώνα να σέρνεται όταν στέκεσαι ένα μίλι μακριά.
Η πολύμηνη διαδικασία προετοιμασίας του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb της NASA για την επιστήμη έχει πλέον ολοκληρωθεί. Και οι δεκαεπτά τρόποι ή «τρόποι» λειτουργίας των επιστημονικών οργάνων του Webb έχουν πλέον ελεγχθεί, πράγμα που σημαίνει ότι το Webb έχει ολοκληρώσει τις δραστηριότητές της ανάθεσης και είναι έτοιμο να ξεκινήσει τις πλήρεις επιστημονικές λειτουργίες.