Az James Webb Űrtávcső olyan, mint a század pártja, amelyet folyamatosan elhalasztanak. Puha bonyolultsága és a rezgésvizsgálat során észlelt néhány rendellenes leolvasás miatt ennek a teleszkópnak a beindulási dátumát többször hátrálták - jelenleg várhatóan valamikor 2021-ben indul. De nyilvánvaló okok miatt a NASA továbbra is elkötelezett amellett, hogy ezt látja. küldetés.
A telepítés után a JWST lesz a legerősebb működő űrteleszkóp, és fejlett hangszerkészlete felfedi az Univerzumról még soha nem látott dolgokat. Ezek között szerepel a napfény nélküli bolygók légköre, amelyek kezdetben gáz óriásokból állnak. Ennek során a JWST finomítja az élő bolygók keresését, és végül megkezdi néhány potenciális jelölt vizsgálatát.
A JWST ezt a tranzit exoplanet felmérési műholdakkal (TESS) folytatja, amelyet 2018 áprilisában küldtek űrbe. Mint a neve is sugallja, a TESS a bolygót keresi a tranzit módszer (más néven: tranzit fotometria) segítségével, ahol a csillagokat megfigyelik a fényerőnkénti periodikus tompítások miatt - amelyeket egy, a megfigyelőhöz viszonyítva előttük haladó bolygó okoz.
Néhány Webb első megfigyeléséről az igazgató diszkrecionális korai kiadási tudományos programján keresztül kerül sor, amely egy tranzit bolygón áteső csapat a Webb tudományos operációs központjában. Ez a csoport három különféle típusú megfigyelést tervez folytatni, amelyek új tudományos ismereteket és a Webb tudományos műszereinek jobb megértését biztosítják.
Ahogyan Jacob Bean a Chicagói Egyetemen, a tranzit exoplanet projekt egyik kutatója, a NASA sajtóközleményében kifejtette:
„Két fő célunk van. Az első az, hogy a lehető leghamarabb átjuttassák az exoplanet adatállományokat Webbről a csillagászati közösségbe. A második az, hogy elkészítsünk egy nagyszerű tudományt, hogy a csillagászok és a nyilvánosság láthassák, milyen hatalmas ez a obszervatórium. ”
Mint Natalie Batalha a NASA Ames Kutatóközpontból, a projekt fő kutatója hozzátette:
"Csapatunk célja az, hogy kritikus tudást és betekintést nyújtson a csillagászati közösséghez, amely elősegíti az exoplanet kutatásainak elősegítését és a rendelkezésre álló korlátozott idő alatt a Webb lehető legjobb kihasználását."
Az első megfigyelésükre a JWST felel a bolygó légkörének jellemzéséért azáltal, hogy megvizsgálja a rajta áthaladó fényt. Ez akkor fordul elő, amikor egy bolygó áthalad egy csillag elõtt, és a fény különbözõ hullámhosszon történõ abszorpciója utal a légkör kémiai összetételére. Sajnos a meglévő űrteleszkópok nem rendelkeznek a szükséges felbontással valami kisebb, mint egy gáz óriás beolvasásához.
Az JWST, fejlett infravörös eszközeivel megvizsgálja az exoplanet légkörén áthaladó fényt, szétválasztja szivárvány spektrumára, majd következteti a légkör összetételére, amely szerint a fényszakaszok hiányoznak. Ezekre a megfigyelésekre a projekt csapata a WASP-79b-et választotta, egy Jupiter méretű exoplanetust, amely egy csillagot kering az Eridanus csillagképben, körülbelül 780 fényévnyire a Földtől.
A csapat elvárja, hogy felfedezzék és megmérjék a víz, a szén-monoxid és a szén-dioxid mennyiségét a WASP-79b-ben, de azt is reméli, hogy olyan molekulákat fog találni, amelyeket még nem fedeztek fel az exoplanet légkörében. Második megfigyelésükhöz a csapat egy WASP-43b néven ismert "forró Jupiter" -et fog megfigyelni, amely egy bolygó kevesebb, mint 20 órán keresztül kering a csillagán.
Mint minden exoplaneta, amelyek a csillagokhoz közel járnak, ez a gáz óriás is árapályon zárva van, ahol az egyik oldal mindig a csillag felé néz. Amikor a bolygó a csillag előtt áll, a csillagászok csak a hűvösebb hátulját látják; de amint kering, a forró nappali oldal lassan megjelenik. A bolygó teljes pályájának megfigyelésével a csillagászok megfigyelhetik ezeket a variációkat (fázisgörbe néven ismertek), és az adatok felhasználásával feltérképezik a bolygó hőmérsékletét, a felhők és a légköri kémiát.
Ezek az adatok lehetővé teszik számukra, hogy a légkört különböző mélységekben mintázzák és teljes képet kapjanak a bolygó belső szerkezetéről. Amint Bean jelezte:
„Láttuk már drámai és váratlan variációkat ezen a bolygón a Hubble és a Spitzer kapcsán. Webb-rel sokkal részletesebben feltárjuk ezeket a variációkat, hogy megértsük a felelős fizikai folyamatokat. ”
Harmadik megfigyelésükhöz a csapat megkísérel közvetlenül megfigyelni a tranzit bolygót. Ez nagyon kihívást jelent, tekintve, hogy a csillag világossága sokkal világosabb, ezért eltakarja a bolygó légköréből visszatükröződő halvány fényt. Ennek egyik módja a csillagból származó fény mérése, amikor a bolygó látható, és ismét, amikor a csillag mögött eltűnik.
A két mérés összehasonlításával a csillagászok kiszámíthatják, hogy mekkora fény érkezik egyedül a bolygóról. Ez a technika akkor működik a legjobban, ha nagyon meleg bolygók élnek, amelyek infravörös fényben fényesen ragyognak, ezért választották a WASP-18b-ot erre a megfigyelésre - egy forró Jupiterre, amely körülbelül 2900 K (2627 ° C; 4800 ° F) hőmérsékletet ér el. A folyamat során remélik, hogy meghatározzák a bolygó elfojtó sztratoszférájának összetételét.
Végül ezek a megfigyelések elősegítik a JWST képességeinek tesztelését és az eszközök kalibrálását. A végső cél az, hogy megvizsgáljuk a potenciálisan lakható exoplanetek légkörét, amelyek ebben az esetben magukba foglalják a kis tömegű keringő sziklás (más néven „Föld-szerű”) bolygót, tompítóbb vörös törpe csillagokat. Amellett, hogy galaxisunkban a leggyakoribb csillag, úgy gondolják, hogy a vörös törpék is a legvalószínűbb hely a Föld-szerű bolygók megtalálására.
Mint Kevin Stevenson, az Űrtávcső tudományos intézetének kutatója és a projekt társvezetője elmagyarázta:
„A TESS-nek több mint tucat bolygón kell elhelyezkednie, amelyek keringnek a vörös törpék lakható területein, amelyek közül néhány valójában lakható lehet. Meg akarjuk tudni, hogy vannak-e ezek a bolygók légköre, és Webb fogja mondani nekünk. Az eredmények hosszú utat jelentenek annak megválaszolásához, hogy vajon a galaxisunkban általános-e az élet számára kedvező feltételek. "
Az James Webb Űrtávcső a világ elsőszámú űrtudományi megfigyelőközpontja lesz, amelyet egyszer telepítenek, és segít a csillagászoknak a Naprendszerünk rejtélyeinek megoldásában, az exoplanetek tanulmányozásában, és az Univerzum legkorábbi periódusainak megfigyelésében annak meghatározására, hogy a nagy léptékű szerkezete hogyan alakult ki az idő múlásával. Ezért érthető, miért kéri a NASA, hogy a csillagászati közösség legyen türelmes, amíg nem biztosak benne, hogy sikeresen telepíti.
Ha a kifizetés nem csupán úttörő felfedezések, akkor csak akkor tisztességes, ha hajlandóak vagyunk várni. Időközben nézd meg ezt a videót arról, hogy a tudósok miként tanulmányozzák az exoplanet légkörét, az Űrtávcső Tudományos Intézet jóvoltából:
