Telescopul spațial James Webb este ca petrecerea secolului care continuă să fie amânată. Datorită complexității sale pure și a unor lecturi anomale care au fost detectate în timpul testării vibrațiilor, data lansării acestui telescop a fost împinsă de mai multe ori - în prezent este de așteptat să se lanseze cândva în 2021. Dar din motive evidente, NASA rămâne angajată să vadă acest lucru misiune prin.
Odată implementat, JWST va fi cel mai puternic telescop spațial în funcțiune, iar suita sa avansată de instrumente va dezvălui lucruri despre Univers care nu au mai fost văzute până acum. Printre acestea se numără atmosferele planetelor extra-solare, care vor consta inițial din giganți de gaz. Procedând astfel, JWST va perfecționa căutarea planetelor locuibile și va începe, în cele din urmă, examinarea unor potențiali candidați.
JWST va face acest lucru împreună cu satelitul Transiting Exoplanet Survey (TESS), care a fost dislocat în spațiu în aprilie 2018. După cum sugerează și numele, TESS va căuta planete folosind Metoda de tranzit (aka Transit Photometry), unde stelele sunt monitorizate pentru scufundări periodice în luminozitate - care sunt cauzate de o planetă care trece în fața lor în raport cu observatorul.
Unele dintre primele observații ale lui Webb vor fi efectuate prin intermediul programului de știință pentru eliberarea timpurie a directorului - o echipă a planetei exoplanete în tranziție la centrul de operare științifică Webb. Această echipă intenționează să efectueze trei tipuri diferite de observații care să ofere noi cunoștințe științifice și o mai bună înțelegere a instrumentelor științifice ale Webb-ului.
Așa cum a explicat Jacob Bean de la Universitatea din Chicago, un investigator co-principal al proiectului de tranzit exoplanet, într-un comunicat de presă al NASA:
„Avem două obiective principale. Prima este să obțineți tranzitarea seturilor de date exoplanet de la Webb către comunitatea astronomică cât mai curând posibil. Al doilea este să facem niște științe grozave, astfel încât astronomii și publicul să poată vedea cât de puternic este acest observator. "
În timp ce Natalie Batalha a Centrului de Cercetare Ames NASA, investigatorul principal al proiectului, a adăugat:
„Obiectivul echipei noastre este de a oferi cunoștințe și informații critice comunității astronomice care vor ajuta la catalizarea cercetărilor exoplanetelor și la utilizarea cea mai bună a Webb-ului în timpul limitat disponibil.”
Pentru prima lor observație, JWST va fi responsabil de caracterizarea atmosferei unei planete, examinând lumina care trece prin ea. Acest lucru se întâmplă ori de câte ori o planetă trece în fața unei stele și modul în care lumina este absorbită la diferite lungimi de undă oferă indicii cu privire la compoziția chimică a atmosferei. Din păcate, telescoapele spațiale existente nu au avut rezoluția necesară pentru a scana ceva mai mic decât un gigant de gaz.
JWST, cu instrumentele sale infraroșii avansate, va examina lumina care trece prin atmosfera exoplanetă, o va împărți într-un spectru curcubeu și apoi va deduce compoziția atmosferelor pe baza căreia lipsesc secțiuni de lumină. Pentru aceste observații, echipa de proiect a selectat WASP-79b, un exoplanet de dimensiunea Jupiter care orbitează o stea în constelația Eridanus, aflată la aproximativ 780 de ani-lumină de pe Pământ.
Echipa se așteaptă să detecteze și să măsoare abundențele de apă, monoxid de carbon și dioxid de carbon din WASP-79b, dar speră, de asemenea, să găsească molecule care încă nu au fost detectate în atmosfere exoplanetare. Pentru a doua observație, echipa va monitoriza un „Jupiter fierbinte” cunoscut sub numele de WASP-43b, o planetă care își orbitează steaua cu o perioadă mai mică de 20 de ore.
Ca toate exoplanetele care orbitează strâns spre stelele lor, acest gigant cu gaz este blocat în ordine - unde o parte este întotdeauna orientată spre stea. Când planeta se află în fața stelei, astronomii sunt capabili să-și vadă partea din spate mai rece; dar pe măsură ce orbitează, partea caldă a zilei intră încet în vedere. Observând această planetă pentru întreaga orbită a acesteia, astronomii vor putea observa acele variații (cunoscute sub numele de curbă de fază) și vor folosi datele pentru a mapa temperatura, norii și chimia atmosferică a planetei.
Aceste date le vor permite să probeze atmosfera la diferite adâncimi și să obțină o imagine mai completă a structurii interne a planetei. După cum a indicat Bean:
„Am văzut deja variații dramatice și neașteptate pentru această planetă cu Hubble și Spitzer. Cu Webb vom dezvălui aceste variante într-un detaliu semnificativ mai mare pentru a înțelege procesele fizice care sunt responsabile. "
Pentru a treia observație, echipa va încerca să observe direct o planetă tranzitorie. Acest lucru este foarte provocator, deoarece modul în care lumina stelei este mult mai strălucitoare și, prin urmare, ascunde lumina slabă reflectată în atmosfera planetei. O metodă de abordare este aceea de a măsura lumina care vine de la o stea atunci când planeta este vizibilă, și din nou când dispare în spatele stelei.
Comparând cele două măsurători, astronomii pot calcula câtă lumină vine de pe planetă singuri. Această tehnică funcționează cel mai bine pentru planetele foarte fierbinți care strălucesc strălucitor în lumina infraroșie, motiv pentru care au selectat WASP-18b pentru această observație - un Jupiter fierbinte care atinge temperaturi de aproximativ 2.900 K (2627 ° C; 4.800 ° F). În acest proces, ei speră să determine compoziția stratosferei afectate a planetei.
În final, aceste observații vor ajuta la testarea abilităților JWST și la calibrarea instrumentelor sale. Scopul final va fi examinarea atmosferelor exoplanetelor care pot fi locuite, care, în acest caz, vor include planete stâncoase (precum „Pământ”), care orbitează stele pitice roșii cu masă redusă. Pe lângă faptul că este cea mai comună stea din galaxia noastră, piticile roșii sunt, de asemenea, considerate a fi cel mai probabil loc pentru a găsi planete asemănătoare Pământului.
După cum a explicat Kevin Stevenson, cercetător la Space Telescope Science Institute și co-principal investigator al proiectului:
„TESS ar trebui să localizeze mai mult de o duzină de planete orbitând în zonele locuibile ale piticilor roșii, dintre care câteva ar putea fi de fapt locuibile. Vrem să aflăm dacă acele planete au atmosfere și Webb va fi cel care ne va spune. Rezultatele vor merge mult până la a răspunde la întrebarea dacă condițiile favorabile vieții sunt comune în galaxia noastră. "
Telescopul spațial James Webb va fi cel mai important observator științific spațial din lume, odată implementat și îi va ajuta pe astronomi să rezolve misterele din Sistemul nostru solar, să studieze exoplanetele și să observe cele mai timpurii perioade ale Universului pentru a determina cum a evoluat structura sa pe scară largă de-a lungul timpului. Din acest motiv, este de înțeles de ce NASA cere ca comunitatea astronomică să aibă răbdare până când nu sunt siguri că se va desfășura cu succes.
În cazul în care rambursarea nu este cu nimic descoperiri de ultimă oră, este corect să fim dispuși să așteptăm. Între timp, asigurați-vă că consultați acest videoclip despre modul în care oamenii de știință studiază atmosfera exoplanetă, prin amabilitatea Institutului de Științe a Telescopului Spațial:
