Telescopul spaţial James Webb, construit de NASA pentru a extinde profunzimea perspectivei asupra Universului până la momentul când se formau primele galaxii, a fost lansat anul trecut, chiar de Crăciun, din Guyana Franceză, deschizând astfel o nouă eră în astronomie, o eră în care astronomii şi astrofizicienii vor putea să observe elemente extrem de îndepărtate atât în spaţiu cât şi în istoria Universului.

Revoluţionarul telescop cu infraroşu, un proiect cu un buget de 9 miliarde de dolari, considerat de NASA drept cel mai important observator astronomic spaţial al următoarei decade, a fost lansat cu o rachetă Ariane 5 la 25 decembrie, ora 12:20 GMT de la baza Agenţiei Spaţiale Europene (ESA) din Guyana Franceză. După o ascensiune de 27 de minute, instrumentul ce cântăreşte peste 6 tone a fost eliberat din treapta superioară a rachetei de concepţie franceză, iar în următoarele 13 zile s-a deplasat spre destinaţia sa orbitală.

Această destinaţie este punctul Lagrange 2 (L2), situat la distanţa de 1,5 milioane de kilometri de Terra. Punctul Lagrange este un loc în care atracţia gravitaţională a Pământului şi a Soarelui se anulează reciproc, iar telescopul beneficiază de această stabilitate orbitală în sensul în care nu trebuie să consume foarte mult combustibil pentru a-şi menţine poziţia fixă. În plus, telescopul orbitează în jurul Soarelui în tandem cu Pământul, fiind astfel protejat de căldura solară. Instrumentele telescopului sunt concepute pentru a opera la temperatura optimă de -255 grade Celsius, în timp ce panourile solare, antena pentru comunicaţii şi alte instrumente nonştiinţifice sunt expuse căldurii solare până la temperaturi de 88 de grade Celsius.

Foto: (c) Bill Ingalls / NASA / via Xinhua

În poziţie

Din poziţia L2, la care a ajuns la aproape o lună de la lansare, telescopul şi-a extins scutul antisolar de dimensiunea unui teren de tenis şi a început să studieze cosmosul în spectrul infraroşu al luminii, folosind o oglindă cu diametrul de 6,5 metri - de aproape trei ori mai mare decât oglinda principală a telescopului Hubble.

Telescopul Spaţial James Webb este folosit pentru mai multe sarcini, de la scanarea atmosferei unor exoplanete în căutarea eventualelor semne ale vieţii şi până la studierea primelor stele şi primelor galaxii formate în Univers. Pentru comparaţie, predecesorul telescopului Webb, bătrânul telescop Hubble, lansat în urmă cu 30 de ani, se află pe orbita circumterestră la distanţa de doar aproximativ 550 kilometri, trecând prin umbra planetei la fiecare 90 de minute.

Telescopul James Webb, care poartă numele administratorului NASA din perioada de aur a anilor 1961 - 1968, este de 100 de ori mai sensibil decât Hubble şi astronomii susţin că utilizarea sa va revoluţiona cunoştinţele pe care le avem despre Univers. Acest instrument observă cosmosul în spectrul infraroşu, spectru ce-i permite să pătrundă dincolo de norii de gaze cosmice şi de praf în care se aprind noi stele. Prin comparaţie, telescopul Hubble funcţionează în spectrul vizibil şi cel ultraviolet.

Abia la sfârşitul lunii aprilie, telescopul James Webb, situat la 1,5 milioane de kilometri distanţă faţă de Pământ, şi-a încheiat faza de aliniere şi testare a instrumentelor sale ştiinţifice, devenite astfel operaţionale pentru a explora profunzimile Universului. Cele patru instrumente puternice aflate la bordul său, trei instrumente optice şi un spectrograf, s-au aliniat cu succes cu oglinda principală (6,5 metri în diametru) şi au atins "temperatura operaţională", au fost calibrate şi pregătite pentru a fi folosite în scopuri ştiinţifice, conform unui comunicat al NASA. Imaginile test primite de la aceste instrumente sunt clare şi bine focalizate.

Un exemplu este cel al imaginilor unui câmp de stele şi gaze cosmice din Marele Nor Magellanic, o mică galaxie satelit a Căii Lactee, obţinute de instrumentul MIRI (Mid-Infrared Instrument). "Această primă imagine a fost considerată imediat magnifică, pentru că am văzut în ea calitatea imaginilor pe care le căutam", a scris pe Twitter managerul ştiinţific al MIRI, Pierre-Olivier Lagage.

Totul s-a derulat perfect de la lansare şi până la poziţionare, desfăşurare şi calibrarea instrumentelor, însă NASA nu a fost lipsită de emoţii în ceea ce priveşte această misiune. La sfârşitul lunii mai, telescopul James Webb a fost lovit de un micrometeorit de dimensiunea "unei particule de praf". Astfel de evenimente au fost prevăzute, a asigurat NASA, precizând că telescopul este construit pentru a rezista unor astfel de mici coliziuni. Cu toate acestea, această coliziune a avut un efect mai mare decât cel scontat, evenimentul fiind vizibil în fluxul de date trimise de telescop spre Pământ.

Foto: (c) NASA / ESA / CSA / STScI / via Xinhua

Prima imagine ştiinţifică

Prima imagine ştiinţifică obţinută de la telescopul James Webb a fost dezvăluită lumii la începutul lunii iulie. Această imagine, considerată ca având "cel mai mare grad de profunzime obţinut vreodată", arată galaxiile formate la scurt timp după Big Bang, cu peste 13 miliarde de ani în urmă. Reuşita a fost salutată cu entuziasm de comunitatea ştiinţifică dar şi de preşedintele Joe Biden, care a declarat că este vorba despre "o zi istorică".

Fotografia, care ilustrează timpurile îndepărtate ale Cosmosului este prima imagine "deep field" (de câmp adânc) a lui James Webb, adică o imagine realizată cu un timp de expunere lung pentru a detecta cele mai slabe semnale luminoase. Ea a vizat clusterul de galaxii SMACS 0723 care, acţionând ca o lupă, a dezvăluit şi obiecte cosmice foarte îndepărtate în spatele său, un efect numit lentilă gravitaţională.

După acest moment, imaginile obţinute cu ajutorul telescopului James Webb au început să fie prezentate cu regularitate de NASA, stârnind deopotrivă interesul oamenilor de ştiinţă dar şi al publicului larg.

Galaxia Cartwheel

La începutul lunii august a fost prezentată o imagine spectaculoasă a galaxiei Cartwheel (Roata de car), aflată la o distanţă de 500 de milioane de ani lumină, ale cărei inele se disting cu o claritate fără precedent. Ca şi Calea Lactee, astronomii sunt de părere că galaxia Cartwheel a fost cândva o galaxie în formă de spirală. Însă forma actuală ar fi rezultatul unui eveniment spectaculos: ciocnirea cu o altă galaxie mai mică. Ulterior, din centrul coliziunii s-au format două inele, similare ondulaţiilor în cercuri concentrice provocate de o piatră aruncată în apă. De aici numele său evocator - Roata de car.

Jupiter

Apoi, în cea de-a doua parte a lunii august, a fost prezentată o serie de imagini fără precedent ale planetei Jupiter, ce a fost fotografiată în cursul lunii iulie. Imaginile astfel obţinute prezintă aurore, furtuni gigantice, lunile şi inelele lui Jupiter într-o serie de detalii despre care astronomii au spus că sunt "incredibile".

Specialiştii de la NASA au explicat că într-o fotografie singulară a planetei Jupiter - creată din mai multe imagini captate de JWST -, aurorele se extind la altitudini înalte deasupra polilor nordic şi sudic ai acestei planete. Aurorele reprezintă spectacole luminoase ce apar pe cerul unei planete, fiind cauzate de interacţiunile câmpului magnetic cu fluxurile de particule provenite de la Soare.

Marea Pată Roşie, o celebră furtună de pe Jupiter, care este atât de mare încât ar putea "acoperi" complet Terra, apare în acea imagine într-o nuanţă albă, deoarece fenomenul în sine reflectă o mare parte din lumina solară.

Nebuloasa Tarantula

De asemenea, la începutul lunii septembrie au fost prezentate imagini spectaculoase cu Nebuloasa Tarantula, o regiune din univers în care stelele se nasc într-un ritm vertiginos. Nebuloasa Tarantula, denumită astfel datorită formei pe care o au norii săi de gaze şi de praf cosmic, este situată la o distanţă de 161.000 de ani-lumină în raport cu Terra, au precizat specialiştii de la NASA într-un comunicat. Ea este cea mai mare şi cea mai luminoasă regiune în care se nasc stele din tot grupul de galaxii nu foarte îndepărtate de Calea Lactee, găzduind totodată cele mai calde şi mai masive stele cunoscute.

Deşi Nebuloasa Tarantula este de multă vreme ţinta predilectă de cercetare a oamenilor de ştiinţă care studiază procesul de formare a stelelor, noile imagini le-au permis să descopere noi detalii, inclusiv mii de stele tinere, care, până acum, erau invizibile prin lentilele telescoapelor precedente.

Portret al lui Neptun

Apoi, în a doua parte a lunii septembrie, a fost publicată cea mai clară imagine din ultimii mai bine de 30 de ani a planetei Neptun şi a inelelor sale. Cel mai frapant aspect la noile date transmise de telescopul spaţial James Webb este imaginea clară a inelelor dinamice ale planetei - dintre care unele nu au fost văzute niciodată, cu atât mai puţin cu această claritate, de la zborul Voyager 2, în 1989. Pe lângă câteva inele înguste strălucitoare, imaginile surprinse de telescop arată clar benzile mai neclare de praf ale lui Neptun. Calitatea imaginii extrem de stabilă şi de precisă oferă, de asemenea, posibilitatea ca aceste inele foarte subtile să fie detectate atât de aproape de Neptun.

Neptun i-a fascinat şi nedumerit pe cercetători încă de la descoperirea sa, în 1846. Situat la o distanţă de 30 de ori mai mare de Soare comparativ cu Pământul, Neptun orbitează în una dintre cele mai întunecate zone ale sistemului nostru solar. La acea distanţă extremă, Soarele este atât de mic şi de slab, încât lumina de pe Neptun în amiaza mare este similară cu un amurg difuz pe Pământ.

Această planetă este caracterizată drept un uriaş îngheţat datorită compoziţiei chimice a interiorului său. În comparaţie cu planetele gazoase uriaşe, Jupiter şi Saturn, Neptun este mult mai bogat în elemente mai grele decât hidrogenul şi heliul. Acest lucru este evident în aspectul albastru al lui Neptun din imaginile surprinse de telescopul spaţial Hubble al NASA şi ESA, fapt determinat de cantităţile mici de metan (gaz), potrivit esa.int.

Orbita de 164 de ani a lui Neptun înseamnă că polul său nordic, în partea de sus a imaginii surprinse de telescop, nu este vizibil pentru astronomi. Însă imaginile telescopului James Webb sugerează o luminozitate interesantă în acea zonă, notează ESA.

Un vortex cunoscut anterior la polul sudic este evident în imaginea surprinsă, însă pentru prima dată telescopul a dezvăluit o bandă continuă de nori care îl înconjoară.

De asemenea, James Webb a surprins în imagini şapte dintre cele 14 Luni cunoscute ale lui Neptun. Acest "portret" al lui Neptun este dominat de un punct luminos foarte strălucitor, ce prezintă vârfurile de difracţie observate în multe dintre imaginile transmise de telescop; nu este o stea, ci cea mai neobişnuită Lună a lui Neptun, Triton.

Acoperit de azot îngheţat, Triton reflectă, în medie, 70% din lumina Soarelui care ajunge până la el. Triton îl depăşeşte cu mult în luminozitate pe Neptun, deoarece atmosfera planetei este întunecată de absorbţia metanului la lungimile de undă ale lui James Webb. Triton orbitează Neptun pe o orbită bizară inversă (retrogradă), ceea ce-i face pe astronomi să speculeze că această Lună a fost, de fapt, un obiect din Centura Kuiper care a fost capturat gravitaţional de Neptun.

Telescopul James Webb, folosit pentru a monitoriza o altă misiune desfăşurată de NASA

Alături de "bătrânul" Hubble, telescopul James Webb a fost folosit la rândul său pentru a obţine imagini detaliate ale impactului produs de DART, o sondă NASA, asupra unui asteroid, la sfârşitul lunii septembrie. Este pentru prima dată când celebrele telescoape spaţiale au fost utilizate pentru a observa simultan acelaşi corp cosmic: un asteroid situat la 11 milioane de kilometri de Terra, ţinta primului test din lume ce vizează apărarea planetară.

Sonda DART lansată de NASA s-a prăbuşit pe suprafaţa lui Dimorphos, o mică lună cu diametrul de 160 de metri care pluteşte în jurul unui asteroid mai mare (Didymos), cu scopul de a-i devia orbita. Primele imagini - cele obţinute de telescoapele de la sol şi de un nano-satelit trimis la bordul sondei DART - au arătat producerea după impact a unui vast nor de praf în jurul lui Dimorphos. Telescoapele James Webb şi Hubble au fost focalizate asupra acestui nor de praf.

Camera NIRCam de la bordul telescopului James Webb, care operează în spectrul infraroşu apropiat, a observat efectele impactului timp de mai multe ore după coliziune. Cele 10 imagini ale sale dezvăluie un nucleu compact înconjurat de "rotocoale de materiale", asemănătoare unor filamente în expansiune, "care se îndepărtau de locul în care s-a produs impactul", au dezvăluit într-un comunicat comun Agenţia Spaţială Europeană (ESA) şi administratorii telescoapelor James Webb şi Hubble.

Şi după toate acestea, misiunea telescopului James Webb este abia la început, instrumentele sale fiind proiectate pentru a avea o perioadă de viaţă de cel puţin 20 de ani, fiind posibil, conform NASA, ca în viitor să fie trimise misiuni pentru înlocuirea instrumentelor care ar putea să se defecteze, perioada operaţională a telescopului fiind astfel extinsă dincolo de două decenii. AGERPRES/(AS - autor: Codruţ Bălu, editor: Mariana Ionescu, editor online: Simona Aruştei)

Sursa foto: NASA