Galaxie z úsvitu času zdobí nejhlubší pohled na noční oblohu z Webbova teleskopu

Foto: NASA, ESA, CSA a STScI

Čekání je u konce. První vědecký snímek z vesmírného dalekohledu NASA James Webb Space Telescope klesl a astronomové jsou uchváceni. Americký prezident Joe Biden zveřejnil historický snímek, který je nejhlubším astronomickým obrazem vzdáleného vesmíru, během pondělní tiskové konference v Bílém domě. NASA zveřejní další snímky dnes, 12. července, napsal server NASA.

První snímek, pečlivě střežený před odhalením, ukazuje transformační schopnosti dalekohledu. Zobrazuje tisíce vzdálených galaxií v souhvězdí Volans, slabších než kterékoli galaxie, které jsme viděli dříve, na kousku oblohy, který není větší než ten, který je pokrytý zrnkem písku drženým na délku paže.

Ukazuje „nejstarší zdokumentované světlo v historii vesmíru, z více než 13 miliard, dovolte mi to zopakovat, před 13 miliardami let“, řekl Biden, když snímek zveřejnil. „Je těžké to vůbec pochopit.“

„Jsem ohromena,“ říká Vivian U, astronomka z Kalifornské univerzity v Irvine. „Právě procházím obrazem a zjišťuji, co jsou všechny ty šmouhy a proč tam jsou.“

Vědci očekávají, že Webb, největší dalekohled, jaký byl kdy vypuštěn do vesmíru, způsobí revoluci ve studiu vesmíru. První várka snímků, která má být zveřejněna, včetně záběru z hlubokého pole, byla vybrána tak, aby zahrnovala všechny hlavní vědecké cíle observatoře: raný vesmír, vývoj galaxií a hvězd a planety za Sluneční soustavou.

Transformační dalekohled

Na rozdíl od Hubbleova vesmírného dalekohledu, jednoho z největších a nejznámějších vesmírných dalekohledů, Webb detekuje především infračervené vlnové délky. Studiem infračerveného světla může proniknout mračny prachu, která zakrývají nově zrozené hvězdy, a může nahlédnout hlouběji do vesmíru než kdykoli předtím. Webb „není Hubble verze 2 – je to opravdu velmi odlišný dalekohled“, říká Zolt Levay, bývalý astronom a zpracovatel obrázků, který po desetiletí pracoval na snímcích z HST. „Je to neviditelné světlo, na které se díváme.“

Galaxie, které leží velmi daleko od Země, lze vidět pouze v infračervených vlnových délkách, protože expanze vesmíru posunula jejich světlo z viditelné části elektromagnetického spektra do infračerveného. Webbův první snímek z hlubokého pole tento efekt dramaticky ukazuje kolem kupy galaxií známé jako SMACS 0723, která leží asi 4 miliardy světelných let od Země. Gravitace kup ohýbá a zvětšuje světlo objektů za ní, což astronomům umožňuje zahlédnout extrémně vzdálené objekty.

„Věci, které mě upoutají, jsou zdeformované galaxie,“ říká Lisa Dang, astronomka z McGill University v Montrealu v Kanadě. „Vypadají jako žádné jiné galaxie, které známe.“

Webbův první snímek ukazuje galaxie, které by mohly pocházet z doby před více než 13 miliardami let, téměř celou cestu k Velkému třesku, který před 13,8 miliardami let vytvořil vesmír. Připomíná několik ikonických snímků z hlubokého pole pořízených HST. První z nich, vyrobený během 10 dnů během vánočních svátků v roce 1995, odhalil, že zdánlivě prázdný kousek oblohy byl posetý tisíci dříve neviditelných galaxií. Sestavení prvního Webbova snímku trvalo pouhých 12,5 hodiny ve srovnání s týdny, kdy Hubble pozoroval další hlubinná pole.

Webb se také specializuje na spektroskopii, studium toho, jak světlo různých vlnových délek interaguje s hmotou. Infračervená spektra astronomických objektů, které Webb vytvoří, mohou odhalit, z čeho jsou objekty chemicky vyrobeny – v míře, kterou obrázky nemohou. „Právě tam se odehraje některá ze skutečně vzrušujících věd,“ říká Elizabeth Kessler, historička ze Stanfordské univerzity v Kalifornii, která studovala estetický dopad snímků z HST.

Webbovy první vědecké snímky přišly něco jako katarze pro projekt dalekohledu, který utrpěl roky zpoždění a miliardové překročení nákladů. Původně předpokládaný v roce 1989, Webb nakonec stál NASA téměř 10 miliard USD. Jde o nejsložitější vesmírnou observatoř, která kdy byla postavena. Jeho primární zrcadlo o šířce 6,5 metru se muselo spustit ve složeném stavu a pak se otevřít jako motýl roztahující svá křídla, a to prostřednictvím řady manévrů vyvolávajících úzkost. Inženýři museli jeho sluneční clonu velikosti tenisového kurtu – vyrobenou z tenkých vrstev hliníkem potaženého polymerního filmu – několikrát otestovat, aby se ujistili, že se správně rozvine a poté ochrání přístroje dalekohledu v hlubokém mrazu ve vesmíru.

Partneři NASA, evropské a kanadské vesmírné agentury, přispěli celkovou další přibližně 1 miliardou dolarů, aby se teleskop stal skutečností. Webb byl nakonec spuštěn v prosinci 2021 a strávil šest měsíců přípravou svých nástrojů pro vědu; předpokládá se, že bude fungovat minimálně 20 let.

Svět se dívá

Webb je pojmenován po Jamesi E. Webbovi, který řídil NASA během vrcholného programu průzkumu Měsíce Apollo v 60. letech 20. století. Někteří astronomové požadovali, aby byl dalekohled přejmenován, vzhledem k tomu, že James Webb zastával významnou vedoucí roli na americkém ministerstvu zahraničí koncem 40. a začátkem 50. let, kdy bylo toto oddělení v popředí snahy americké vlády identifikovat a propustit gaye. a lesbické zaměstnankyně. NASA uvedla, že nemá žádné důkazy, které by opravňovaly ke změně názvu dalekohledu. Jeho úřadující hlavní historik spolu s dalším historikem pokračují ve výzkumu této záležitosti a očekává se, že brzy vydá zprávu o svých zjištěních.

První obrázky od Webba představují jen zlomek vědy, kterou umožní. Během posledních několika týdnů byly pořízeny pouze 120 hodinami pozorování. Nadcházející studie zahrnují průzkumy planet Jupiter a Saturn, malých slabých hvězd známých jako červení trpaslíci, vzdálených galaxií, které se navzájem srážejí, a horkých kamenných planet kolem jiných hvězd. U, která má pozorovací čas na Webb, již očekává, že ve čtvrtek získá svá první data z dalekohledu. Tehdy tým Webb nahraje pozorování slučování galaxií na webovou stránku, aby k nim měla přístup ona a její kolegové.

Levay si pamatuje, že pracoval na některých z nejikoničtějších vydání snímků z HST, jako je zveřejnění snímků pořízených poté, co astronauti navštívili dalekohled obíhající Zemi, aby upgradovali jeho přístroje. „Víte, že se na vás dívá celý svět, a že byste to měl raději dodat,“ říká.

Zdá se, že Webb právě to udělal. „Funguje to lépe, než si myslím, že kdokoli očekával,“ říká Levay. „A to je skvělé.“

Zdroj: NASA