A projekt első kidolgozása óta a tudósok lelkesen várták a napot James Webb Űrtávcső (JWST) az űrbe kerül. Mint a Hubble, a JWST nagy teljesítményű infravörös képalkotó képességeit felhasználja az Univerzum legtávolabbi objektumainak (például az első galaxisok kialakulásának) és a szomszédos csillagok körül a Napen kívüli bolygók tanulmányozására.
Nagyon sok spekuláció és vita folyt arról, hogy melyik cél lesz a JWST első. Szerencsére, az Időelosztási Bizottság ajánlása és az alapos műszaki áttekintés alapján a Space Telescope Science Institute (STScI) nemrégiben bejelentette, hogy tizenhárom tudományos „korai kiadású” programot választott ki, melyeket a JWST az első öt hónapja szolgálati tanulmányainak tölt. .
A JWST igazgató diszkrecionális korai kiadási tudományos programjának (DD-ERS) részeként ezeket a tizenhárom célt szigorú szakértői értékelési eljárás útján választották ki. Ez 183 megye 253 vizsgálójából és 106 tudományos intézményből állt, és több mint 100 javaslat közül választott. Minden program számára 500 órás megfigyelési időt osztottak ki, miután a 6 hónapos üzembe helyezési időszak véget ért.
Ahogy Ken Sembach, az Űrtávcső Tudományos Intézet (STScI) igazgatója mondta az ESA sajtóközleményében:
“Nagyon lenyűgözött a beérkezett pályázatok magas színvonala. Ezek a programok nemcsak nagyszerű tudományt generálnak, hanem egyedülálló forrást jelentenek ennek a rendkívüli obszervatóriumnak a világ tudományos közösségéhez tartozó kutatási képességeinek bemutatására is.… Azt akarjuk, hogy a kutatóközösség a lehető leghamarabb tudományos szempontból termékeny legyen, ezért örülök annak, hogy közel 500 órát rendező mérlegelési idejét fordíthatom a korai megjelenésű tudományos megfigyelésekre..”
Minden program a JWST négy tudományos eszközkészletére támaszkodik, amelyeket a NASA, az Európai Űrügynökség (ESA) és a Kanadai Űrügynökség (CSA) közreműködött. Ezek közé tartozik az ESA által kifejlesztett közel-infravörös spektrográf (NIRSpec) és a közép-infravörös eszköz (MIRI), valamint a NASA és az STScI által kifejlesztett közeli infravörös kamera (NIRCam), valamint a közeli infravörös kép és Rés nélküli spektrográf (NIRISS), amelyet a CSA fejlesztett ki.
A kiválasztott tizenhárom programba beletartozik a „A látszó üvegen keresztül”, amely a csillagászati közösség tapasztalataira támaszkodik Hubble rés nélküli spektroszkópia és korábbi felmérések elvégzése a galaxisok kialakulásáról és az intergalaktikus közegről szóló adatok összegyűjtésére, a Világegyetem korai korszakaitól napjainkig. A program vezető kutatója Tommaso Treu, a kaliforniai Los Angeles-i Egyetem.
Egy másik a Kozmikus Evolúció Korai Felszabadulás Tudományos (CEERS) programja, amely egymást átfedő megfigyeléseket fog végezni egy összehangolt galagon kívüli felmérés létrehozása céljából. Ennek a felmérésnek az a célja, hogy a csillagászok láthassák az univerzum első látható fényét (kb. 240 000–300 000 évvel a nagy robbanás után), valamint a reionizációs korszak adatait (kb. 150 millió–1 milliárd évvel a nagy robbanás után). és az az időszak, amikor az első galaxisok kialakultak. A program PI-je Steven Finkelstein, a texasi egyetem, Austin.
Aztán ott van a Tranzit Exoplanet Közösségi Korai Felszabadulás Tudományos Programja, amely a Hubble, Spitzerés Kepler űrtávcsövek exoplanet felmérések elvégzésével. Az elődeihez hasonlóan ez a csillagok figyelmen kívül hagyja a periodikus fényerősség csökkenését, amelyet a köztük és a megfigyelőnél áthaladó bolygók okoznak (más néven: Transit Photometry).
A korábbi küldetésekhez viszonyítva azonban a JWST példátlan részletességgel képes lesz a tranzit bolygók tanulmányozására, amely várhatóan felfedi a légköri összetételük, szerkezetük és dinamikájuk térfogatait. Ezért ennek a programnak, amelyhez a PI Imke de Pater, a kaliforniai Berkeley Egyetemen jár, ezért várhatóan forradalmasítja a bolygók, a bolygók kialakulásának és az élet eredetének megértését.
Az exoplanetek tanulmányozására összpontosít az Exoplanets and Extraplanetary Systems nagy kontrasztú képalkotó programja, amely a közvetlenül ábrázolt bolygókra és körkörös törmeléklemezekre összpontosít. Ismét a cél az, hogy a JWST továbbfejlesztett képességeit felhasználva részletes elemzéseket készítsünk az exoplanetek légköri szerkezetéről és összetételéről, valamint a törmeléklemezek felhő részecske tulajdonságairól.
De természetesen nem minden program szenteli a Naprendszeren kívüli dolgok tanulmányozását, amint azt a Jupiterre és a Jovi-rendszerre összpontosító program is bizonyítja. A kutatás kiegészítése az Galileo és Juno küldetések során a JWST eszközkészletével jellemzi és elkészíti a Jupiter felhőrétegeinek, szélének, összetételének, aurális aktivitásának és hőmérsékleti struktúrájának térképeit.
Ez a program a Jupiter legnagyobb holdjai (más néven „Galileai holdak”) és a bolygó gyűrűszerkezetére is összpontosít. A JWST által gyűjtött adatok felhasználásra kerülnek az Io légkörének és a vulkáni felületnek, a Ganymede sűrű atmoszférájának térképeinek elkészítéséhez, ezeknek a holdoknak a hő- és légköri szerkezetét korlátozó tényezőkhöz, valamint a felületükön zavarok kereséséhez. Amint Alvaro Giménez, az ESA tudományos igazgatója kijelentette:
Izgalmas látni, hogy a csillagászati közösség részt vesz a James Webb Űrtávcső első tudományos programjainak megtervezésében és javaslatában. Webb forradalmasítja az univerzum megértését, és ezeknek a korai megfigyeléseknek az eredményei jelképezik egy izgalmas új csillagászati kaland kezdetét. ”
A JWST legalább öt évig tartó küldetése alatt (korlátozás nélküli kiterjesztések) a modern csillagászat sok más kulcsfontosságú témájával is foglalkozik, és az Univerzumot azon a határokon keresztül próbálja meg kipróbálni, amire a Hubble képes volt. Ezenkívül a Hubble megfigyeléseire épít, és megvizsgálja azokat a galaxisokat, amelyek fényét a tér tágulása révén infravörös hullámhosszra feszítették.
A kozmikus evolúció ábrázolására való távoli időnkénti áttekintés mellett Webb megvizsgálja a legtömegesebb galaxisok középpontjában levő szupermasszív fekete lyukakat is (SMBH) - a pontos tömegbecslés céljából. Végül, de nem utolsósorban, Webbwill új csillagok és bolygóik születésére összpontosít, kezdetben a Jupiter méretű világokra összpontosítva, majd a hangsúlyt a kisebb szuper Föld tanulmányozására váltva.
John C. Mather, a JWST vezető projekttudósa és a NASA Goddard Űrrepülési Központjának idősebb asztrofizikusa szintén lelkesedéssel fejezte ki a kiválasztott programokat. "Nagyon örülök, hogy láthatom a csillagászok legérdekesebb célpontjait a Webb-távcsővel kapcsolatban, és nagyon lelkesen látom az eredményeket" - mondta. "Arra számítunk, hogy meglepődik azzal, amit találunk."
A csillagászok és kutatók évek óta lelkesen várják azt a napot, amikor a JWST összegyűjti és közzéteszi első megfigyeléseit. Olyan sok lehetőséggel és felfedezésre váró várakozással a távcső üzembe helyezése (amelyet 2019-re terveznek) olyan esemény, amely nem jöhet be hamarosan!
