Teleskop Webba w poszukiwaniu pierwszego światła kosmicznego świtu – Nauka i technika

Patrząc wstecz w przestrzeń kosmiczną miliardy lat wstecz, Teleskop Jamesa Webba obiecuje najczystszy jak dotąd wgląd w kosmiczny świt wszechświata, kiedy zaczęły formować się pierwsze galaktyki.

Największy i najpotężniejszy teleskop, jaki kiedykolwiek wystrzelono w kosmos, który zastąpi Hubble’a, „będzie bezpośrednio obserwował część przestrzeni i czasu, której nigdy wcześniej nie widziano” – mówi NASA.

To jest wszechświat w młodości, zaledwie kilkaset milionów lat po Wielkim Wybuchu.

Mając na uwadze „bardzo szlachetne cele naukowe”, Webb spojrzy wstecz, 13,5 miliarda lat później, kiedy ewoluowały pierwsze galaktyki we wszechświecie, powiedziała w skrócie Begonia Vela, inżynier systemów instrumentów w NASA Goddard Space Flight Center.

Ma na celu umożliwienie nam obserwowania „jak się zmienia i ewoluuje, aby dostać się do rodzaju galaktyki, w której żyjemy dzisiaj” – powiedziała. dowody życia, jakie znamy: woda, dwutlenek węgla, metan”.

Spoglądanie daleko w kosmos oznacza spoglądanie daleko w przeszłość ze względu na czas potrzebny na podróż światła — na przykład światło słoneczne potrzebuje ośmiu minut, aby dotrzeć do naszych oczu na Ziemi.

Teleskop Hubble’a osiągnął swoją maksymalną granicę 13,4 miliarda lat temu, wraz z odkryciem najstarszej obserwowanej galaktyki GN-z11.

Szwajcarski astrofizyk Pascal Auch, który jako pierwszy doniósł o GN-z11, powiedział, że starożytna galaktyka mogła być nieskazitelną małą plamą, ale była to również „niespodzianka, z jasnością, której nie można by się spodziewać z takiej odległości”.

Hubble, wystrzelony w 1990 roku, skupia się głównie na świetle widzialnym, ale Webb, którego start zaplanowano na 22 grudnia, skupia się na podczerwieni.

Według NASA światło emitowane przez pierwsze świecące obiekty zostało „przesunięte ku czerwieni” w wyniku postępującej ekspansji wszechświata, a dziś dociera do światła podczerwonego.

Oczekuje się, że Webb, ze znacznie większą czułością niż Hubble, zapewni bardziej szczegółowe obrazy, które według Oescha „pozwolą nam zbadać tę epokę z niezwykłą szczegółowością”.

Zakłada, że ​​„wiele, wiele więcej galaktyk zostanie wtedy wykrytych, ale będą one mniej jasne”.

Jego zdolność w podczerwieni pozwoliłaby również Webbowi penetrować międzygwiazdowe obłoki pyłu, które pochłaniają światło gwiazd i ukrywają je przed obserwacją Hubble’a.

To „pozwala zobaczyć, co kryje się w chmurach, narodziny gwiazd i galaktyk” – powiedział David Elbaz, astrofizyk z Francuskiej Komisji Energii Atomowej.

światła i praca

Webb został opracowany wspólnie przez NASA, Europejską Agencję Kosmiczną i Kanadyjską Agencję Kosmiczną.

Ambicją, jak powiedział Awech, była pomoc w wyjaśnieniu kluczowego etapu ewolucji wszechświata, kiedy „zapaliły się światła, gdy zaczęły formować się pierwsze gwiazdy”.

Po Wielkim Wybuchu, który spowodował ekspansję wszechświata, wszedł on w okres praktycznie bez światła, kosmiczne średniowiecze, gdy został wrzucony w gazową mgłę wodoru i helu, czyniąc go nieprzeźroczystym.

Okres ten trwał setki milionów lat, aż zaczęły formować się pierwsze gwiazdy.

Uważano je za olbrzymy – około 300 razy większe od naszego Słońca – które paliły się tylko przez kilka milionów lat, zanim eksplodowały jako supernowe.

Jak i kiedy powstały te pierwsze gwiazdy, pozostaje niepewne. Jednym z pomysłów jest to, że ciemna materia — substancja, której istnienie jest nadal teoretyczne — odegrała pewną rolę.

Był to kluczowy czas w ewolucji wszechświata, ponieważ promieniowanie tych masywnych gwiazd było w stanie rozszczepić atomy wodoru z powrotem na elektrony i protony – jonizując je.

Gdy wszechświat uległ jonizacji, stał się bardziej przezroczysty, co w końcu doprowadziło do „oczywistych” warunków, które teraz ujawniły się w dużej części kosmosu.

Badanie tego zjawiska polega na badaniu powstawania galaktyk.

Webb ma nadzieję, że zobaczymy „pierwsze galaktyki, które zawierają drugą generację gwiazd, co być może nauczy nas czegoś o pierwszej” – mówi Nicole Nisvadba, astronom z Laboratorium Lagrange’a w Obserwatorium Riviera.

Eksperci mają nadzieję, że to w końcu dostarczy wskazówek dotyczących naszego istnienia.

„Jeśli naprawdę chcemy wiedzieć, skąd pochodzą nasze atomy i jak mała Ziemia była w stanie podtrzymywać życie, musimy zmierzyć, co wydarzyło się na początku”, powiedział John Mather, główny naukowiec projektu Webb Telescope, w komentarzach na stronie internetowej projektu. .