NASA przewiduje, iż podczas lipcu 2022 roku Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) zob. uderzenie cnotliwy zobaczy przestrzeń kosmiczna jak również wyśle odpowiednie obrazy na powrotem his astronomów ponad Ziemi.
Najpotężniejszy teleskop kosmiczny, co ilekroć umieszczono ponad orbicie, będzie patrzył poza podczas kosmos – lheses toteż poza podczas przeszłość – od jakakolwiek technika zanim nim, jaki pozwoli astronomom dojrzeć warunki, które istniały w krótkim czasie zob. Wielkim Wybuchu.
Teleskop kosmiczny, kogo terminologia pochodzi niż Jamesa Webba , szefa NASA podczas latach 1961-1968, też przeprowadzi ważne obserwacje bliżej domu.
W naszej galaktyce, Drodze Mlecznej, teleskop będzie badał światy pozorność Układem Słonecznym – planety pozasłoneczne albo egzoplanety – przeczesując ichni atmosfery podczas poszukiwaniu charakterystycznych oznak życia, takich gdyby cząsteczki organiczne jak również woda.
A biorąc poniżej uwagę ograniczenia wpływu naszego Suns ponad jej Układ Słoneczny, JWST spróbuje stypizować trudne his zauważenia asteroidy, podczas tym te, które mogą obracać się potencjalnie niebezpieczne ze względu naszej planety, przypadkiem odkryć, gdyby tworzy się jej łańcuch planetarny.
Dzięki temu teleskop zapewni głębszy hipoteza podczas obszar otaczającą naszą planetę jak również ponad krańcowo większe odległości.
Wczesny przestrzeń kosmiczna podczas podczerwieni
Ponieważ promieniowanie potrzebuje skończonego czasu ponad prowadzenie samochodu podczas kosmosie, jeśli astronomowie oglądają obiekty, owszem istotnie spoglądają w tył podczas czasie. Światło słoneczne potrzebuje bez mała siedmiu minut, przypadkiem przybyć his Ziemi, jaki oznacza, iż jeśli patrzymy ponad słońce, widzimy je owszem, gdyby było siódemka minut temu.
W rzeczywistości widzimy odległe obiekty takie, jakie istniały wieki albo tysiące lat temu, lheses w wypadku najbardziej odległych obiektów jak również galaktyk obserwujemy je, dopóty jeszcze uformowała się Ziemia, jak również dopóty je zauważymy, mogą one pozostać ostatecznie zmienione albo dosłownie zniszczone.
JWST daje to owszem potężny, iż będzie podczas stanie pilnować przestrzeń kosmiczna podczas postaci, podczas jakiej istniał bez mała 13,6 miliarda lat temu , innymi słowy tylko 200 milionów lat zob. okresie początkowej gwałtownej inflacji, którą nazywamy Wielkim Wybuchem. Jest nie później niż podczas przeszłość, jaką ilekroć spoglądała ludzkość, pokonując panorama dostarczony przez Kosmiczny Teleskop Hubble’lheses na temat bez mała 600 milionów lat.
To, jaki sprawia, iż JWST daje to owszem skutecznym narzędziem his wizualizacji wczesnego Wszechświata, siamowamtamowo fakt, iż prowadzi tamten swoje obserwacje w sprawie podczerwieni widma elektromagnetycznego.
Gdy promieniowanie dociera his nas na tych odległych źródeł, przyspieszająca rozprzestrzenianie Wszechświata rozciąga siamowamtamowo promieniowanie. Oznacza siamowamtamowo, iż jakkolwiek promieniowanie, które opuszcza te wczesne gwiazdy jak również galaktyki, daje to podobne his światła na bliższych gwiazd jak również galaktyk bliżej domu, wasz długość fali daje to „przesunięta w stronę czerwieni” w kierunpod adresem podczerwonego końca widma elektromagnetycznego.
Najdalsze jak również najwcześniejsze galaktyki
Jednym ze sposobów, podczas co JWST będzie eksponować wczesne galaktyki, daje to oględziny sześciu najodleglejszych jak również najjaśniejszych kwazarów.
Kwazary znajdują się centralnie aktywnych jąder galaktycznych (AGN) jak również są zasilane przez supermasywne czarne dziury. Często są jaśniejsze od emisje każdej gwiazdy podczas galaktyce , podczas której się znajdują.
Kwazary wybrane przez całość JWST są jednymi na najjaśniejszych, jaki oznacza, iż czarne dziury, które je zasilają, są zarówno najbardziej masywne, gdyby jak również zużywają – lheses dokładniej akreują – opar jak również kurz podczas największym tempie. Generują ogromne ilości energii, która ogrzewa okoliczny opar jak również wypycha go ponad zewnątrz, tworząc potężne wypływy, które rozrywają galaktyki podczas obszar międzygwiezdną.
Oprócz wykorzystania kwazarów, które mają jasny szacunek ponad otaczające je galaktyki, przypadkiem spostrzec ichni ewolucję, naukowcy na JWST wykorzystają też kwazary his zbadania okresu historii Wszechświata zwanego Erą Rejonizacji . W tym momencie, który proszek krzesełko powyżej 13 miliardów lat temu, Wszechświat stał się bardziej powikłany jak również umożliwił swobodne rozpowszechnianie się światła. Stało się owszem, albowiem obojętny opar podczas ośrodku międzygalaktycznym został wypełniony albo zjonizowany.
JWST zbada siamowamtamowo, używając jasnych kwazarów w roli źródeł światła tła his empiria prędzej między nami lheses kwazarem. Widząc, jakie promieniowanie daje to pochłaniane przez opar międzygwiazdowy, naukowcy mogą określić, ewentualnie interweniujący opar daje to obojętny, ewentualnie został zjonizowany.
Jednym na narzędzi używanych przez JWST his obserwacji wszechświata daje to spektrograf bliskiej podczerwieni (NIRSpec). Ten przyrząd bynajmniej wykona wizualnie oszałamiających obrazów obserwowanych galaktyk, gdyby szerokokątne zniesienie tysięcy galaktyk wykonane przez Teleskop Kosmiczny Hubble’lheses widziany powyżej. Zamiast tego dostarczy ważnych informacji spektrograficznych na temat tych galaktykach – pozwalając dojrzeć dużo naraz.
Widma tych galaktyk zawierają sort informacji, przeważnie morfologia chemiczny. Badając te składy, naukowcy mogą zobaczyć, gdyby chyżo galaktyki mogą odmienić własny opar podczas gwiazdy, lheses toteż lepiej spostrzec ewolucję wszechświata.
Robienie tego na precyzją wymaga zablokowania dużej ilości światła jak również znośnie oznacza poszukiwanie jednego obiektu ponad uderzenie. Niektóre obiekty, które zamierza sprawdzać JWST, są owszem odległe, iż ichni promieniowanie daje to niezwykle słabe, jaki oznacza, iż muszą obracać się obserwowane przez setki godzin, przypadkiem zaoszczędzić dane wystarczające his zbudowania wzoru spektralnego.
Na traf NIRSpec daje to wyposażony podczas kwarta miliona pojedynczych okien na mikrożaluzjami wielkości ludzkiego włosa, ułożonymi podczas siatkę przypominającą wafel. Oznacza siamowamtamowo, iż dostosowując prailustracja tych żaluzji, JWST będzie mógł pilnować dużo obiektów w jednego oglądania ażeby jednoczesnej obserwacji jak również daje to programowalny ze względu dowolnego pola obiektów ponad niebie.
NASA szacuje, iż pozwoli siamowamtamowo NIRSpec ponad zbieranie widm na dosłownie 100 obiektów obserwacyjnych jednocześnie, czego żaden oryginalny spektroskop bynajmniej był przedtem podczas stanie zrobić.
Egzoplanety wielkości Jowisza
Od połowy lat 90. jak również niż odkrycia planety krążącej naokoło gwiazdy podobnej his Suns, jej ewidencja egzoplanet rozrósł się jak również zawiera obecnie powyżej
000 potwierdzonych światów. Większość na tych światów — podczas tym egzoplaneta 51 Pegasi b, znaleziona przez szwajcarski całość Michela Mayora jak również Didiera Queloza podczas 1995 roku — siamowamtamowo gorące Jowisze.
Te egzoplanety krążą naokoło swoich gwiazd podczas bliskiej odległości, znośnie kończą orbitę w toku kilku godzin, jaki ułatwia ichni dostrzeżenie obok użyciu metod obserwacji egzoplanet.
Te światy są co chwila pływowo przywiązane his swojej gwiazdy, jaki oznacza, iż jedna bok, wieczna bok dnia, daje to gorąca. Zaskakującym przykładem takiego świata daje to WASP-121b, ostatnio obserwowany przez kamerę spektroskopową ponad pokładzie Hubble’lheses. Tylko lada co większe od Jowisz podczas naszym Układzie Słonecznym, żelazo jak również glin wyparowują zob. dziennej stronie tej planety, lheses dwójka ta daje to wydmuchiwana ponad nocną stronę przez wiatry naddźwiękowe.
Gdy te elementy ostygną, spadają gdyby brzydka pogoda metalu, na możliwością, iż wcięcie glin czasem przyłączyć się na innymi elementami jak również zapaść się w roli ciekły brzydka pogoda pąsowy jak również szafirowy.
Bliskość tych gigantycznych planet do ich gwiazd macierzystych może sprawić, że pod wpływem sił pływowych będą wyglądać jak piłka do piłki nożnej. Zaobserwowano to za pomocą egzoplanety WASP103b, która jest prawie dwa razy większa od Jowisza i okrąża swoją gwiazdę w czasie krótszym niż jeden ziemski dzień.
Częścią roli JWST z lokalizacji milion mil nad Ziemią będzie badanie środowisk i atmosfer tych brutalnych planet.
Superziemie
Niektóre ze światów pozasłonecznych, które będzie badać JWST, mogą pod wieloma względami bardziej przypominać Ziemię, ale są nie mniej uderzające niż gorące Jowisze. Innym typem egzoplanety, którą będą obserwować teleskopy kosmiczne, jest tak zwana super-Ziemia. Są to światy, które mogą być 10 razy większe niż Ziemia, ale wciąż lżejsze niż lodowe olbrzymy, takie jak Neptun i Uran.
Inna klasa planet, których nie ma w Układzie Słonecznym, superziemia nie musi być tak skalista jak nasza, ale może składać się z gazu lub nawet mieszanki gazu i skał. NASA twierdzi, że w zakresie od 3 do 10 mas Ziemi może istnieć wiele różnych składów planet, w tym światy wodne, planety śnieżne lub planety, takie jak Neptun, które w większości są gęstym gazem Neptuna.
Pierwsze dwie superziemie rozważane przez JWST to 55 Kankry pokrytych lawą, pozornie skalisty świat oddalony o
1 lat świetlnych, oraz LHS 384b, który jest dwa razy większy od Ziemi i wydaje się mieć kamienną strukturę.
Powierzchnia przypomina księżyc, ale nie ma znaczącej atmosfery.
Oba te światy wydają się dość nieodpowiednie do życia, jakie znamy, ale inne obce planety badane przez JWST mogą być bardziej obiecującą perspektywą życia w innych miejscach Drogi Mlecznej.
Podczas pierwszego cyklu operacyjnego JWST teleskop przyjrzy się uważnie systemowi TRAPPIST1,
1 lat świetlnych od Ziemi. To, co czyni ten układ planetarny, odkryty w 2017 roku, jest nietypowy, to fakt, że jego siedem skalistych światów znajduje się w ekosferze ich gwiazdy, co czyni ją największym skupiskiem.
Astronomowie określają strefę nadającą się do zamieszkania wokół gwiazdy jako obszar, w którym temperatura pozwala na istnienie wody w stanie ciekłym. Ponieważ obszar ten nie jest ani zbyt gorący, ani zbyt zimny, aby woda mogła istnieć w stanie ciekłym, często nazywa się go strefą Złotowłosej.
Ale przebywanie w tej strefie nie sprawia, że planeta od razu nadaje się do zamieszkania. Zarówno Wenus, jak i Mars znajdują się w nadającej się do zamieszkania strefie wokół Słońca i żadna z tych planet nie jest tak komfortowa do zamieszkania, jak sądzimy, ze względu na różne warunki. Na przykład Mars utracił atmosferę i magnetosferę, które wcześniej chroniły złożone cząsteczki organiczne przed agresywnym i niszczącym promieniowaniem słonecznym.
Towarzystwo Planetarne sugeruje, że inne czynniki, takie jak siła wiatru słonecznego, gęstość planety, obecność głównych księżyców, orientacja orbity planety i obrót planety (lub ich brak) mogą być kluczowe czynniki. do mieszkania.
JWST scharakteryzuje atmosfery planet TRAPPIST1 i spróbuje odkryć, czy zapewniają one odpowiednie warunki do życia. Różne grupy badawcze korzystające z JWST będą również próbować badać molekuły organiczne w atmosferach tych planet, a także w wodzie, szukając wskazówek, że mogło tam istnieć życie.
Cząstki organiczne i narodziny planety
Jedną z zalet widzenia Wszechświata w podczerwieni przez JWST jest jego zdolność do wpatrywania się w ogromne, gęste obłoki gazu i pyłu między gwiazdami. Choć może to nie brzmieć ekscytująco od razu, perspektywa staje się znacznie bardziej intrygująca, gdy weźmie się pod uwagę, gdzie rodzą się gwiazdy i planety – znane jako gwiezdne żłobki.
Tych obszarów przestrzeni nie można zaobserwować w widmie światła widzialnego, ponieważ zawartość pyłu czyni je nieprzezroczystymi. Pył ten umożliwia jednak przechodzenie promieniowania elektromagnetycznego o długości fal podczerwonych. Oznacza to, że JWST będzie w stanie badać gęste obszary tych obłoków gazu i pyłu, gdy zapadają się i tworzą gwiazdy.
Ponadto teleskop kosmiczny będzie mógł również badać dyski pyłu i gazu wokół młodych gwiazd oraz powstawanie planet. Mogłoby to nie tylko ujawnić, w jaki sposób planety takie jak Układ Słoneczny – w tym Ziemia – powstają, ale może również ujawnić, w jaki sposób cząsteczki organiczne potrzebne do życia są rozproszone w tak zwanym dysku protoplanetarnym.
Jest też gwiezdny żłobek, który zapaleni badacze JWST będą szczególnie doskonalić.
Filary Stworzenia
Filary Stworzenia reprezentują jeden z najbardziej uderzających i najpiękniejszych kosmicznych poglądów, jakie ludzkość kiedykolwiek zrozumiała. Jednak pomimo swojej niezaprzeczalnie imponującej obserwowalności, Kosmiczny Teleskop Hubble’a – który wykonał tak oszałamiające obrazy Filarów Stworzenia jak powyżej – może zajrzeć tylko w głąb tych wysokich wież gazu i pyłu wysokich na kilka lat świetlnych.
Zlokalizowane w Mgławicy Orzeł i 6500 lat świetlnych od Ziemi w konstelacji Węża, nieprzezroczyste kolumny tworzące Filary Stworzenia są miejscem intensywnego formowania się gwiazd. Aby zebrać szczegółowe informacje na temat formowania się gwiazd w filarach, Hubble obserwował je za pomocą światła optycznego i podczerwonego.
Światło podczerwone jest wymagane do obserwacji procesów zachodzących w Filarach Stworzenia, ponieważ, podobnie jak inne gwiezdne żłobki, światło widzialne nie może przebić się przez gęsty pył tej mgławicy emisyjnej.
Hubble jest zoptymalizowany pod kątem światła widzialnego, ale może uchwycić piękne obrazy słupów w podczerwieni, ukazując niektóre z młodych gwiazd wewnątrz. To właśnie ekscytuje zespół JWST w związku z tym, co ich potężny kosmiczny teleskop na podczerwień ujawni o tym fascynującym regionie kosmosu.
Jowisz, jego pierścienie i księżyce
Chociaż większość badań prowadzonych przez JWST skupi się na odległych obiektach, będzie musiał pracować bliżej domu. Układ Słoneczny wciąż ma wiele tajemnic do rozwikłania.
Jednym z celów teleskopu kosmicznego Układu Słonecznego będzie jego największa planeta, gazowy gigant Jowisz. Według NASA zespół ponad 40 naukowców opracował program obserwacyjny, który będzie badał Jowisza, jego układ pierścieni i dwa księżyce: Ganimedes i Io.
Będzie to jeden z pierwszych teleskopów testowanych w Układzie Słonecznym i będzie musiał zostać skalibrowany do jasności gazowego giganta, jednocześnie pozwalając na obserwację jego znacznie ciemniejszego układu pierścieni.
Zespół JWST obserwujący Jowisza będzie również musiał wziąć pod uwagę 10-godzinny dzień roboczy planety. Będzie to wymagało „zszycia” oddzielnych obrazów, aby zbadać jeden konkretny obszar szybko obracającej się od Słońca piątej planety, takiej jak Wielka Czerwona Plama — największa burza w Układzie Słonecznym, która jest wystarczająco głęboka i szeroka, aby pochłonąć całą Ziemię.
Astronomowie będą starali się lepiej zrozumieć przyczynę zmian temperatury atmosferycznej nad Wielką Czerwoną Plamą, charakterystykę niezwykle słabych pierścieni Jowisza oraz to, czy księżyc Jowisza Ganimedes posiada pod powierzchnią płynny ocean słonowodny.
Jednak nie wszystkie cele Układu Słonecznego JWST będą tak widoczne, jak Jowisz.
Asteroidy i obiekty bliskie Ziemi
Jedną z głównych ról, jakie JWST będzie odgrywać w Układzie Słonecznym, jest badanie asteroid i innych mniejszych ciał Układu Słonecznego w podczerwieni.
Obejmuje to to, co NASA klasyfikuje jako obiekty bliskie ziemi (NEO) , czyli komety i asteroidy, które zostały poruszone przez przyciąganie grawitacyjne pobliskich planet na orbity, które pozwalają im wejść w sąsiedztwo Ziemi.
JWST będzie prowadzić obserwacje asteroid i NEO w podczerwieni, które nie są możliwe z atmosfery ziemskiej za pomocą teleskopów naziemnych lub słabszych teleskopów kosmicznych.
Celem tych ocen planetoid będzie zbadanie absorpcji i emisji światła z powierzchni tych ciał, co powinno pomóc w lepszym zrozumieniu ich składu. JWST pozwoli również astronomom lepiej klasyfikować kształt asteroidy, zawartość pyłu i sposób uwolnienia gazu.
JWST podejmie próbę porównania tych obiektów z asteroidami wciąż obecnymi w głównym pasie planetoid pomiędzy Marsem a Jowiszem, w szczególności pod względem ich orbit i szybkości rotacji.
Badanie asteroid jest niezbędne dla naukowców, którzy chcą zrozumieć narodziny Układu Słonecznego i jego planet
,5 miliarda lat temu. Dzieje się tak dlatego, że są one wykonane z „nietkniętego” materiału, który istniał, gdy formowały się planety i unikały przyciągania planet do formowania mniejszych ciał niebieskich.
Oprócz zbadania narodzin planet, gwiazd i pierwszych chwil samych galaktyk, misja ta dodatkowo ilustruje, w jaki sposób JWST rozwiąże niektóre z najbardziej podstawowych zagadek nauki.