Το σούπερ τηλεσκόπιο James Webb κατευθύνεται στο διάστημα- Αναζητεί τις λάμψεις της "αυγής του Σύμπαντος"

Ο πύραυλος Ariane 5 αποχωρίστηκε με επιτυχία από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb προωθώντας το προς την τελική του τροχιά.

Μετά από πέντε διαδοχικές αναβολές, αντίστοιχες υπερβάσεις του αρχικού προϋπολογισμού του και αφού έχουν περάσει 30 χρόνια από τον αρχικό σχεδιασμό του, ήλθε επιτέλους η ώρα - και μάλιστα ανήμερα τα Χριστούγεννα - να εκτοξευθεί το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, ο διάδοχος του Hubble, το μεγαλύτερο και το πιο εξελιγμένο που έχει ποτέ σταλεί στο διάστημα, ανοίγοντας έτσι μια νέα εποχή στην αστρονομία και στην αστροφυσική. Πρόκειται για μια αποστολή συνεργασίας της Αμερικανικής Διαστημικής Υπηρεσίας (NASA), του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) και της Καναδικής Διαστημικής Υπηρεσίας.

Αρχισε το ταξίδι του το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb που θα δει μακριά στο Σύμπαν

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST), το οποίο περίμεναν εδώ και τριάντα χρόνια οι αστρονόμοι όλου του κόσμου για να εξετάσει με απαράμιλλα μέσα το Σύμπαν, απογειώθηκε από το διαστημικό κέντρο της γαλλικής Γουιάνας, μεταφερόμενο από πύραυλο Ariane 5 και ήδη κατευθύνεται προς την προκαθορισμένη θέση του, σε απόσταση 1,5 εκατομμυρίου χιλιομέτρων από την Γη.

Το James Webb θα γίνει το πλέον τελειοποιημένο όργανο παρατήρησης του Κόσμου που στάλθηκε ποτέ στο διάστημα. Αλλά θα χρειασθεί έναν ακόμη μήνα για να φθάσει στην τελική του θέση.

Φιλοδοξία του, να απαντήσει σε δύο ερωτήματα που ταλανίζουν την ανθρωπότητα: "από πού προερχόμαστε;" και "είμαστε μόνοι στο Σύμπαν;".

Και επίσης να διακρίνει τις λάμψεις της "αυγής του Κόσμου", όταν οι πρώτοι γαλαξίες άρχισαν να φωτίζουν το Σύμπαν μετά το Big Bang, εδώ και 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια.

Θα επιτρέψει την καλύτερη κατανόηση του σχηματισμού των αστέρων και των γαλαξιών και την παρατήρηση των εξωπλανητών, δείγματα των οποίων ανακαλύπτουν οι αστρονόμοι, για να εντοπίσει ίσως κάποια μέρα άλλες Γαίες.

Το James Webb θα βαδίσει στα βήματα του τηλεσκοπίου Hubble, που έφερε την επανάσταση την παρατήρηση του Σύμπαντος: χάρη σε αυτό, οι επιστήμονες ανακάλυψαν την ύπαρξη μίας γαλαξιακής μαύρης τρύπας στο κέντρο όλων των γαλαξιών ή υδάτινους ατμούς γύρω από τους εξωπλανήτες.

Οι πρώτοι γαλαξίες, τα νεαρά αστέρια, οι εξωπλανήτες...

Σύλληψη της Nasa μετά την έναρξη της αποστολής του Hubble το 1990, η κατασκευή του ξεκίνησε το 2004 με την συνεργασία της ευρωπαϊκής διαστημικής υπηρεσίας (ESA) και της καναδικής διαστημικής υπηρεσίας (CSA).

Το μέγεθος του κατόπτρου του, διαμέτρου 6,5 μέτρων, του παρέχει μία αρκετά μεγάλη επιφάνεια και ευαισθησία, αρκετή για να ανιχνεύσει το θερμικό αποτύπωμα μιας πεταλούδας στην Σελήνη.

Αλλη διαφορά: ο τρόπος παρατήρησης. Εκεί όπου το Hubble παρατηρεί το Σύμπαν στην περιοχή του ορατού φωτός, το James Webb περιπλανάται σε μήκος κύματος που ξεφεύγει από το μάτι: το εγγύς και μέσο υπέρυθρο. Μια ακτινοβολία που κάθε σώμα, άστρο, άνθρωπος ή λουλούδι , εκπέμπουν με φυσικό τρόπο.

Αυτό το φως θα μελετηθεί με την βοήθεια τεσσάρων οργάνων, που είναι εφοδιασμένα με συσκευές λήψης εικόνας και φασματογράφους. Η ανάπτυξή τους επιστράτευσε πληθώρα μηχανικών και επιστημόνων, υπό την αιγίδα αμερικανικών και ευρωπαϊκών εργαστηρίων και βιομηχανιών.

Χάρη σε αυτό "κοιτάζοντας τα ίδια αντικείμενα όπως με το Hubble, θα δούμε νέα πράγματα", εξηγούσε ο αστρονόμος Pierre Ferruit, επιστημονικός συνυπεύθυνος του τηλεσκοπίου για την ESA. Για παράδειγμα, τους πρώτους γαλαξίες, αντικείμενα που, λόγω της μεγάλης απόστασής τους, το φώς που φθάνει σε μας είναι μετατοπισμένο προς το ερυθρό. Ή νεαρούς σχηματισμούς άστρων που αναπτύσσονται μέσα στα νέφη σκόνης των βρεφοκομείων τους. Ή ακόμη την ατμόσφαιρα των εξωπλανητών.

Ο κρίσιμος όρος για την καλή λειτουργία του James Webb είναι μία θερμοκρασία περιβάλλοντος τόσο χαμηλή ώστε να μην εμποδίζει την εξέταση του φωτός.

Το Hubble βρίσκεται σε τροχιά στα 600 χιλιόμετρα επάνω από την Γη. Στην απόσταση αυτή, το JWST δεν θα μπορούσε να λειτουργήσει λόγω της θερμότητας του Ηλιου και της αντανάκλασής του στην Γη και την Σελήνη.

Θα τεθεί σε τροχιά έπειτα από ένα ταξίδι ενός μήνα σε απόσταση 1,5 εκατομμυρίου χιλιομέτρων από την γη. Και θα προστατεύεται από την ηλιακή ακτινοβολία από θερμική ασπίδα που θα κατεβάζει την θερμοκρασία του στους -233 βαθμούς. Αλλά πριν φθάσουμε εκεί, η ανάπτυξη του διαστημικού τηλεσκοπίου θα είναι πραγματικός άθλος. Πολύπλοκες και ευαίσθητες διαδικασίες θα προηγηθούν της έναρξης λειτουργίας του, η οποία έχει προγραμματισθεί για τον Ιούνιο.

Διαβάστε Επίσης

Το διαστημόπλοιο Parker Solar Probe "άγγιξε" για πρώτη φορά τον ήλιο: Το ιστορικό πέρασμα στην ατμόσφαιρά του [βίντεο]

Το James Webb αναμένεται να φτάσει στο σημείο L2 ένα μήνα μετά την εκτόξευσή του. Στη συνέχεια, θα υπάρξει μια περίοδος εγκατάστασης και προσαρμογής που θα διαρκέσει έξι μήνες. Αναμένεται να αρχίσει να συλλέγει δεδομένα και να κάνει τις πρώτες παρατηρήσεις στα μέσα του 2022.

#NASAWebb is safely in space with its solar array drawing power from the Sun! Its reaction wheels will keep the spacecraft pointed in the right direction so that its sunshield can protect the telescope from radiation and heat: https://t.co/NZJ7sSJ8fX#UnfoldTheUniverse pic.twitter.com/s4nfqvKJZD

— NASA Webb Telescope (@NASAWebb) December 25, 2021

Το τηλεσκόπιο, που κατασκευάστηκε κυρίως από την αμερικανική εταιρεία Northrop Grumman και φέρει το όνομα του επικεφαλής της NASA στη δεκαετία του 1960, είναι πολύ πιο ευαίσθητο από το Hubble και θα "βλέπει" κυρίως στο υπέρυθρο τμήμα του φάσματος, πράγμα που θα του επιτρέπει να παρατηρεί μέσα από τα νέφη σκόνης και αερίων, ενώ το Hubble λειτουργεί κυρίως στο οπτικό και υπεριώδες τμήμα του φάσματος.

Διαβάστε Επίσης

Η NASA εκτόξευσε το νέο τηλεσκόπιο ακτίνων-Χ IXPE - Θα ρίξει φως στο "κρυφό βίαιο σύμπαν"

Όπως αναφέρει σε άρθρο του στο ηλεκτρονικό περιοδικό "Κόsμος" του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών ο Δρ Ε. Σαριδάκης, κύριος ερευνητής του Ινστιτούτου Αστρονομίας, Αστροφυσικής, Διαστημικών Εφαρμογών και Τηλεπισκόπησης (ΙΑΑΔΕΤ/ΕΑΑ), το νέο τηλεσκόπιο θα παρέχει βελτιωμένη υπέρυθρη ανάλυση και ευαισθησία σε σχέση με το Hubble και θα χρησιμοποιηθεί σε ένα τεράστιο εύρος ερευνών στους τομείς της αστρονομίας, της αστροφυσικής και της κοσμολογίας, από τον ατμοσφαιρικό χαρακτηρισμό δυνητικά κατοικήσιμων εξωπλανητών, μέχρι την παρατήρηση μερικών από τα πιο μακρινά και παλαιότερα γεγονότα και αντικείμενα στο Σύμπαν, όπως ο σχηματισμός των πρώτων γαλαξιών.

James Webb Space Telescope was just spotted by a NASA satellite on its way to orbit 😲 pic.twitter.com/XROuufqoPM

— Latest in space (@latestinspace) December 25, 2021

Το James Webb έχει μάζα 6 τόνους και 6,25 φορές μεγαλύτερη συλλεκτική επιφάνεια, άρα και ευαισθησία, συγκριτικά με το Hubble. Επιπρόσθετα, έχει σημαντικά μεγαλύτερο οπτικό πεδίο, καλύπτοντας 15 φορές μεγαλύτερη περιοχή του ουρανού. Το πρωτεύον κάτοπτρό του αποτελείται από 18 εξαγωνικά τμήματα, που είναι κατασκευασμένα από επιχρυσωμένο βηρύλλιο, τα οποία ξεδιπλώνουν και προσαρμόζονται σχηματίζοντας ένα κάτοπτρο διαμέτρου 6,5 μέτρων. Το μεγαλύτερο εξάρτημα του είναι η ηλιακή ασπίδα πέντε στρωμάτων, που μειώνει την ηλιακή ακτινοβολία που φτάνει στο τηλεσκόπιο κατά ένα εκατομμύριο φορές και είναι η κύρια αιτία του μεγάλου μεγέθους του (20 επί 14 μέτρα).

Σε αντίθεση με το τηλεσκόπιο Hubble που πραγματοποιούσε παρατηρήσεις στο υπεριώδες, στο ορατό και πλησίον της υπέρυθρης περιοχής του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος (0,1 έως 1 μm), το James Webb θα μπορεί να λαμβάνει δεδομένα σε χαμηλότερη περιοχή συχνοτήτων, από το ορατό φως μεγάλου μήκους κύματος έως το μέσο υπέρυθρο (0,6 έως 28,3 μm), γεγονός που θα του επιτρέψει να παρατηρεί αντικείμενα υψηλής μετατόπισης προς το ερυθρό, και συνεπώς πολύ παλαιότερα και πολύ μακρύτερα από αυτά που μπορούσε να παρατηρήσει το Hubble.

Τα διαστημικά τηλεσκόπια έχουν το πλεονέκτημα ότι μπορούν να πραγματοποιούν παρατηρήσεις χωρίς το εμπόδιο της ατμόσφαιρας της Γης. Το James Webb, σύμφωνα με τον κ.Σαριδάκη, θα μπορεί να παρατηρεί τα πιο μακρινά αντικείμενα στο παρατηρούμενο Σύμπαν, βλέποντας 13,5 δισεκατομμύρια χρόνια πίσω στο χρόνο, καταγράφοντας το φως των πρώτων αστέρων και γαλαξιών μετά τη Μεγάλη Έκρηξη (Μπιγκ Μπανγκ), επιτρέποντας έτσι τον έλεγχο των κοσμολογικών και βαρυτικών θεωριών. Επιπλέον, θα μπορεί να παρατηρεί τις μεγάλες μαύρες τρύπες που υπάρχουν στα κέντρα των γαλαξιών, παρέχοντας στοιχεία για το σχηματισμό και την εξέλιξή τους. Επίσης, θα συλλέξει στοιχεία σχετικά με τον σχηματισμό άστρων και νέων πλανητικών συστημάτων, φαινόμενα που επειδή συμβαίνουν μέσα σε πυκνά νέφη, είναι δύσκολα ορατά.

Μία άλλη κατηγορία παρατηρήσεων που θα κάνει το James Webb, είναι οι σχετιζόμενες με τους εξωπλανήτες. Τα φασματόμετρα που διαθέτει, είναι ικανά να συλλέξουν και να αναλύσουν την ακτινοβολία που διέρχεται από την ατμόσφαιρα των εξωπλανητών, ώστε να εξαχθούν συμπεράσματα για τη χημική σύσταση τους καθώς και πιθανά ίχνη ζωής. Παράλληλα, το James Webb θα πραγματοποιεί παρατηρήσεις και στο δικό μας ηλιακό σύστημα, σχετιζόμενες με τις ατμόσφαιρες των πλανητών και όσων δορυφόρων τους διαθέτουν ατμόσφαιρα. Θα μπορεί να εστιάσει στη μελέτη του Δία και των δορυφόρων του, ειδικά του Γανυμήδη και της Ευρώπης, με τους πιθανούς ωκεανούς κάτω από την παγωμένη επιφάνεια, της Ιούς με τα κρυφά ηφαίστεια θειαφιού, αλλά και του δορυφόρου του Κρόνου Τιτάνα με τις λίμνες υδρογονανθράκων. Τέλος, καθώς οι δακτύλιοι του Κρόνου, αλλά και αυτοί του Ποσειδώνα, του Ουρανού και του Δία, είναι πολύ καλύτερα παρατηρούμενοι στο υπέρυθρο, το Webb αναμένεται να προσφέρει πλήθος στοιχείων σχετικά με τον σχηματισμό τους.

O αστροφυσικός δρ Αλέξης Δεληβοριάς, συνεργάτης του Ευγενιδείου Πλανηταρίου, επισημαίνει σε σχετική ανάρτηση του στην ιστοσελίδα του Ιδρύματος ότι πρόκειται για "το σπουδαιότερο ίσως διαστημικό τηλεσκόπιο της επόμενης δεκαετίας". "Έχοντας υπερβεί κατά πολύ, τόσο τον αρχικό του προϋπολογισμό, όσο και την αρχικά προβλεπόμενη ημερομηνία εκτόξευσής του, υπήρξαν σκέψεις ακόμη και για την ακύρωση του όλου προγράμματος. Ευτυχώς για την αστρονομική έρευνα, αυτό δεν συνέβη, και η διεθνής επιστημονική κοινότητα αναμένει με αγωνία την επιτυχή του εκτόξευση και τοποθέτησή του σε τροχιά γύρω από ένα σημείο, περίπου 1,5 εκατ. χλμ. μακριά από την Γη".

Τονίζει ότι "με τα δεδομένα που θα συλλέξει, θα βοηθήσει τους αστρονόμους να διερευνήσουν σχεδόν κάθε "εποχή" της εξέλιξης του Σύμπαντος, από τις πρώτες φωτεινές δομές που σχηματίστηκαν μετά την Μεγάλη Έκρηξη, μέχρι τον σχηματισμό πλανητικών συστημάτων και τον εντοπισμό εξωπλανητών, ευνοϊκών για την εμφάνιση της ζωής".

Επισημαίνει ότι "θα επιτρέψει στους αστρονόμους να διεισδύσουν σε περιοχές, οι οποίες είναι αδιαφανείς στα οπτικά τηλεσκόπια, όπως είναι τα γεμάτα σκόνη και αέρια αστρικά μαιευτήρια και τα νεογέννητα πλανητικά συστήματα. Παράλληλα, όμως, θα συλλέξει δεδομένα για τους πιο μακρινούς γαλαξίες του Σύμπαντος, συμβάλλοντας καθοριστικά στη διερεύνηση των μεγάλων κοσμολογικών ερωτημάτων, που παραμένουν αναπάντητα. Με την διεισδυτική του ματιά, θα μας ταξιδέψει ακόμη πιο μακριά στον χώρο και ακόμη πιο πίσω στον χρόνο, συγκριτικά με το γερασμένο πια Hubble, βοηθώντας τους αστρονόμους να διευρύνουν σημαντικά τις γνώσεις τους για την δημιουργία και τα πρώτα στάδια εξέλιξης των πρώτων άστρων και των πρώτων γαλαξιών του Σύμπαντος".

Οι πιο πρόσφατες Ειδήσεις

Διαβάστε πρώτοι τις Ειδήσεις για ό,τι συμβαίνει τώρα στην Ελλάδα και τον Κόσμο στο thetoc.gr