Czeka nas nowa era odkryć w kosmosie. Nowy teleskop Jamesa Webba pozwoli zrozumieć tajemnice Wszechświata i znaleźć życie poza Ziemią

Już wkrótce czeka nas era nowych kosmicznych odkryć. W 2021 roku NASA planuje wystrzelić teleskop Jamesa Webba. Jest nazywany następcą teleskopu Hubble’a, wystrzelonego w 1990 roku, ale jego możliwości są znacznie większe. Webb będzie prowadził obserwacje głównie w podczerwieni. Dzięki temu będzie w stanie odkryć planety w odległych galaktykach. Da nam narzędzia do poszukiwania wskazówek dotyczących atmosfery, która mogłaby podtrzymywać życie.

– Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba ma niejako być następcą teleskopu Hubble’a, a rozszerzyć to, co już udało się dokonać dzięki niemu i sięgnąć dalej. Ma dojrzeć dla nas najstarsze gwiazdy, pierwsze galaktyki formujące się we Wszechświecie, zobaczyć, jak powstają planety pozasłoneczne, zbadać atmosfery niektórych z nich. Możliwości i nadziei związanych z tym teleskopem jest mnóstwo – podkreśla w rozmowie z agencją Newseria Innowacje dr Piotr Witek z Planetarium Centrum Nauki Kopernik.

Długo oczekiwany Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba (JWST) ma wystartować w październiku 2021 roku i w ten sposób rozpocząć nową erę obserwacji kosmosu. Zastąpi teleskop Hubble’a, który bada kosmos już od 1990 roku, jednak zdaniem ekspertów JWST to nie tylko jego następca, ale zupełnie inne narzędzie, które pozwoli odkryć tajemnice Wszechświata.

Hubble skupia się głównie na świetle widzialnym i ultrafioletowym, a jego instrumenty mogą obserwować niewielką część widma w podczerwieni od 0,8 do 2,5 mikrona. Teleskop Jamesa Webba został zaprojektowany tak, aby skupić się na podczerwonej części widma od 0,6 (światło czerwone) do 28 mikronów (podczerwień). Oznacza to, że nie będzie w stanie widzieć w świetle ultrafioletowym, tak jak Hubble, ale będzie mógł skupić się na jasnych obiektach w podczerwieni, takich jak bardzo odległe galaktyki. Gwiazdy i planety, które dopiero się formują, leżą ukryte za pyłem, który pochłania światło widzialne. Jednak światło podczerwone emitowane przez te regiony może przez niego przeniknąć i ujawnić, co jest w środku.

– Jako że jest to teleskop podczerwony, to potrzebuje do pracy niskich temperatur. Aby mógł tak funkcjonować, zostanie umieszczony bardzo daleko od Ziemi, w tzw. punkcie libracyjnym Lagrange’a L2 poza orbitą Księżyca, i będzie okrążał Słońce, nadążając za Ziemią w tym swoim ruchu. W efekcie będzie osłonięty przez jedną wielką tarczę od promieniowania, zarówno Słońca, jak i promieniowania cieplnego dochodzącego od Ziemi i Księżyca – tłumaczy dr Piotr Witek.

Dzięki swojej zdolności do oglądania Wszechświata w świetle podczerwonym o większej długości fali teleskop Jamesa Webba będzie w stanie zobaczyć niektóre z najbardziej odległych galaktyk, dalej, niż był w stanie zrobić to teleskop Hubble’a w świetle widzialnym. Światło z odległych obiektów jest rozciągane w wyniku rozszerzania się Wszechświata, a efekt znany jest jako przesunięcie ku czerwieni. W związku z tym, podczas gdy Hubble był w stanie oglądać galaktyki, James Webb zobaczy ich narodziny.

Nowy teleskop według wcześniejszych zapowiedzi miał być gotowy już od lat, jednak jego wielkość i skomplikowana technologia przesunęły start. Webb będzie miał zwierciadło główne o średnicy 6,5 metra, co zapewnia mu znacznie większy obszar gromadzenia niż zwierciadła dostępne w obecnej generacji teleskopów kosmicznych. Jednocześnie, ze względu na wielkość, zwierciadło jest zbudowane z 18 segmentów, które będą musiały zostać jeszcze spozycjonowane w kosmosie. Zwierciadło Hubble’a ma znacznie mniejszą średnicę (2,4 metra), a odpowiadająca mu powierzchnia zbierania wynosi 4,5 m². Osłona przeciwsłoneczna Jamesa Webba ma około 22 metrów na 12 metrów, jest więc wielkości kortu tenisowego.

– Problemem jest stworzenie odpowiedniej osłony cieplnej. Teleskop Jamesa Webba ma olbrzymią tarczę złożoną z pięciu warstw materiału o grubości włosa, które rozkładają się do kształtu podobnego do latawca. Tarcza ta ma wymiary 14 x 21 metrów i złożenie jej tak, żeby nie porwała się przy rozkładaniu, jest także dużym wyzwaniem inżynieryjnym. Jednym z powodów opóźnień było właśnie uszkodzenie tej tarczy przy testach w 2018 roku – wskazuje ekspert.

Nowy teleskop pomoże zmapować Wszechświat, może też znaleźć planety, na których mogłoby istnieć życie. Ze względu na to, że dotrze do znacznie odleglejszych galaktyk niż teleskop Hubble’a, da nam nowe spojrzenie na każdą fazę historii Wszechświata, od pierwszych chmur pyłu do powstania Układu Słonecznego.

– Nadzieje są ogromne. Jednak zdjęcia z tego teleskopu nie spłyną natychmiast po jego starcie, najpierw musi dotrzeć w docelowe miejsce, na właściwą orbitę, co zajmie mu dwa tygodnie. Sześć miesięcy zajmie precyzyjne i delikatne rozkładanie wszystkich elementów teleskopu i przygotowywanie go do pracy. Dopiero wtedy otrzymamy tzw. pierwsze światło, czyli pierwsze obrazy, które uzyska gotowy już do pracy teleskop Jamesa Webba – mówi dr Piotr Witek.