Teleskop Webba wykonał pierwsze zdjęcia. To historyczna chwila dla badań kosmosu

Żaden teleskop w historii nie budził takich emocji: jego start był notorycznie opóźniany, koszty rosły lawinowo, a i patron zdaniem niektórych astronomów okazał się niegodny, by pełnić tak zaszczytną funkcję. Emocje związane z Kosmicznym Teleskopem Jamesa Webba sięgną zenitu we wtorek, kiedy dzięki niemu zajrzymy dalej niż kiedykolwiek. To nasze nowe okno na Wszechświat.

11 lipca 2022 roku ok. godziny 23:00 czasu polskiego podczas specjalnej transmisji zaprezentowano pierwszą fotografię wykonaną przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (ang. James Webb Space Telescope, JWST). Pierwsze zdjęcie wykonane przez kosmiczne urządzenie miał okazję przedstawić prezydent Stanów Zjednoczonych - Joe Biden.

Pierwsze zdjęcie wykonane przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba prezentuje gromady galaktyk SMACS 0723. Z komentarza opublikowanego przez Europejską Agencję Kosmiczną wynika, że jest to najgłębszy i najostrzejszy wykonany w podczerwieni obraz odległego wszechświata w historii. Wykonanie fotografii zajęło około 12,5 godziny, dając przy tym lepszy efekt, niż dałby Kosmiczny Teleskop Hubble'a przy pracy trwającej tygodnie.

James Webb Space Telescope (JWST lub po prostu Webb), flagowe obserwatorium NASA opracowane we współpracy z ESA i CSA, jest ogromnym teleskopem na podczerwień o wymiarach 21,2 na 14,2 metra z około 6,6-metrowym lustrem głównym. Wysokość całego obserwatorium wynosi 8 metrów.

Webb został wyniesiony w kosmos na rakiecie Ariane 5 z Gujany Francuskiej w grudniu 2021 r. Po pomyślnym rozmieszczeniu w przestrzeni kosmicznej oraz wyrównaniu i kalibracji luster oraz instrumentów, JWST jest gotowy do przeprowadzania pierwszych operacji naukowych.

Teleskop oferuje naukowcom możliwość obserwacji ewolucji galaktyk, formowania się gwiazd i planet, układów egzoplanetarnych oraz Układu Słonecznego w sposób, który nigdy wcześniej nie był osiągalny. Prace nad JWST trwały blisko 15 lat i pochłonęły aż 10 mld dolarów.

JWST zastąpił wysłużony sprzęt i w najbliższej dekadzie będzie głównym obserwatorium, służącym tysiącom astronomów na całym świecie. Dzięki niemu naukowcy będą w stanie zbadać każdy etap w historii Wszechświata, począwszy od pierwszych świetlistych poświat po Wielkim Wybuchu, poprzez formowanie się układów słonecznych zdolnych do podtrzymywania życia na planetach takich jak Ziemia, aż po ewolucję naszego Układu Słonecznego.

Co ciekawe, Webb był wcześniej znany jako "Next Generation Space Telescope" (NGST). Nazwę teleskopu zmieniono we wrześniu 2002 r., nadając mu imię administratora NASA w latach 1961-1968 Jamesa Webba. Przemianowanie – choć mogłoby się wydawać zrozumiałym zabiegiem – spotkało się z brakiem przychylności wśród pewnych środowisk.

Decyzję o nazwaniu teleskopu na cześć Webba podjął inny administrator NASA Sean O'Keefe. Podobnie jak Webb, O'Keefe przed przyjściem do agencji miał doświadczenie w zarządzaniu i administracji, a nie w nauce. Wyjaśnił, że Webb był w swojej dziedzinie postacią znaczącą, która pomogła założyć National Academy of Public Administration i była liderem w opracowywaniu najlepszych sposobów łączenia ludzi z różnych dziedzin w celu realizacji ambitnych celów.

O'Keefe po rozmowach z innymi członkami agencji zdecydował, że nazwanie teleskopu imieniem Webba będzie odpowiednim uhonorowaniem jego zasług. "Nie było żadnej wyznaczonej grupy komisarzy, którzy mieliby wymyślić nazwę" – wyjaśnił, stwierdzając, że wszystkim, z którymi rozmawiał, pomysł się podobał.

Jeden z astronautów powiedział nawet O'Keefe'owi, że NASA prawdopodobnie przestałaby istnieć, gdyby nie sposób, w jaki Webb prowadził agencję. A kiedy w 2002 r. ogłoszono nową nazwę teleskopu, "The New York Times" zauważył, że astronomowie zdawali się tym nie przejmować. Byli głównie zadowoleni, że projekt miał wsparcie i uwagę najwyższych urzędników agencji. Dyskusje dotyczące nazwy rozgorzały dopiero 20 lat później.

Na początku tego roku ponad 1,2 tys. osób, głównie astronomów lub entuzjastów astronomii, podpisało petycję wzywającą NASA do zmiany nazwy teleskopu. W dokumencie stwierdzono, że Webb uczestniczył w czystkach mających na celu usunięcie osób homoseksualnych z pracy w administracji rządowej.

Przeciwnicy nazwy teleskopu przytaczają dowody takie jak przesłuchanie pracownika NASA Clifforda Nortona, który został zwolniony w 1963 r., gdy Webb kierował agencją. "Świadectwo historyczne jest jasne: pod kierownictwem Webba osoby queer były prześladowane" – wskazano w liście.

Chanda Prescod-Weinstein, kosmolog z University of New Hampshire, która jest współautorką artykułu wzywającego do zmiany nazwy teleskopu, zauważa, że Norton został aresztowany za aktywność homoseksualną, przesłuchany przez policję, a następnie zatrzymany przez szefa ochrony NASA i przesłuchany w agencji.

"Nie widziałam dowodów na to, że Webb wiedział o tym incydencie" – mówi. "Jednak myślę, że mamy tutaj dwie możliwości: albo był szalenie niekompetentnym administratorem i nie wiedział, że jego szef ochrony przesłuchuje pracowników w obiektach NASA, albo dokładnie wiedział, co się dzieje, i był w pewnym sensie stroną nadzorującą przesłuchania kogoś za bycie gejem". Mimo kontrowersji NASA nie zdecydowała się na zmianę nazwy teleskopu – zauważa amerykańska organizacja medialna NPR.

Teleskop Jamesa Webba będzie miał wyjątkową rolę w przekształceniu naszego rozumienia astrofizyki i pochodzenia galaktyk, gwiazd i układów planetarnych. W celu realizacji jego misji opracowano kilka innowacyjnych i potężnych nowych technologii, począwszy od optyki, poprzez detektory, aż po systemy kontroli termicznej.

Należy do nich zwierciadło główne wykonane z 18 oddzielnych segmentów, które po starcie rozkładają się i dopasowują do kształtu. Lustra wykonane są z ultralekkiego berylu. Charakterystyczną cechą Webba jest pięciowarstwowa osłona słoneczna wielkości kortu tenisowego, która tłumi ciepło ze Słońca ponad milion razy.

Segmentowe lustro główne Webba ma średnicę 6,6 metra. Każdy z 18 segmentów ma średnicę 1,32 metra. Powierzchnia lustra to około 25 metrów kwadratowych, a masa wynosi 705 kilogramów.

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, aby dokładnie i precyzyjnie wykryć słabe światło podczerwone pochodzące od odległych obiektów we Wszechświecie, musi być osłonięty przed silnym światłem podczerwonym emitowanym w pobliżu przez Słońce, Ziemię i Księżyc. Pięć warstw tarczy słonecznej blokuje światło pochodzące od tych obiektów.

Cztery instrumenty teleskopu – kamery i spektrometry – są wyposażone w detektory, które są w stanie zarejestrować niezwykle słabe sygnały. Jeden z instrumentów (NIRSpec) ma programowalne mikroprzesłony, które umożliwiają obserwację do 100 obiektów jednocześnie. Webb ma również kriokomórkę do chłodzenia detektorów średniej podczerwieni innego instrumentu (MIRI) do bardzo niskiej temperatury 7 K, aby mogły pracować nawet w ekstremalnych warunkach.

Teleskop Webba jest zasilany przez pokładowy panel słoneczny. Posiada również system napędowy do utrzymania orbity i położenia obserwatorium. Panel słoneczny zapewnia 2000 watów energii elektrycznej na cały okres trwania misji, a na pokładzie znajduje się wystarczająca ilość materiału pędnego na co najmniej 10 lat operacji naukowych.

NASA podała już pięć celów, które zostały zbadane jako pierwsze przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. Wśród nich agencja wymieniła Mgławicę Carina (NGC 3372) oddaloną od Ziemi o około 7,6 tys. lat świetlnych; Kwintet Stephana – grupę galaktyk oddaloną o około 290 mln lat świetlnych; WASP-96 b – planetę pozasłoneczną składającą się głównie z gazu; Mgławicę Pierścień Południowy (NGC 3132) oraz soczewkowanie grawitacyjne SMACS 0723. Zgodnie z zapowiedzią NASA pierwsze zdjęcia z Teleskopu Jamesa Webba zostaną opublikowane we wtorek 12 lipca br.

Konrad Siwik, dziennikarz Wirtualnej Polski