Teleskop James Webb - observatorij naslednjega desetletja, ki bo omogočil potovanje v najzgodnejše obdobje našega vesolja

Prihodnje leto bo minilo 30 let, odkar je Nasa v vesolje izstrelila Hubblov vesoljski teleskop, ki je prinesel številna nova spoznanja o našem vesolju. Še več odkritij in dogovorov o zgodovini vesolja in našega mesta v njem pa si znanstveniki obetajo od njegovega naslednika, vesoljskega teleskopa James Webb. Slednjega naj bi po zadnjih Nasinih napovedih v vesolje izstrelili na raketi Ariane 5, ki bo vzletela iz francoske Gvajane leta 2021.

"Teleskop bo razširil odkritja o vesolju mnogo dlje nazaj v zgodovino, v čas najzgodnejših galaksij in zvezd, ki so se pojavile neposredno po velikem poku. Zelo vznemirljivo bo, ko ga bomo končno lahko izstrelili," je v pogovoru za STA ob robu srečanja Nobelovih nagrajencev s področja fizike, ki je julija 2019 potekalo na nemškem otoku Lindau, povedal John C. Mather, Nobelov nagrajenec in višji znanstvenik pri projektu teleskopa James Webb, zadolžen za razvoj teleskopa.

Ključni observatorij vesolja za naslednje desetletje

Teleskop James Webb bo eden najpomembnejših observatorijev vesolja v naslednjem desetletju, ki bo dal odgovore na temeljna vprašanja v astronomiji. Lebdel bo 1,5 milijona kilometrov stran od Zemlje in s pomočjo 6,5 metrov velikega ogledala in štirih ključnih instrumentov zrl v daljno vesolje ter raziskoval različna obdobja v njegovi zgodovini.

Od njegovega predhodnika, vesoljskega teleskopa Hubble, ga med drugim razlikuje zmožnost zaznavanja infra-rdeče svetlobe ter s tem zelo oddaljenih, šibkih svetlobnih signalov. Teleskop bo tako nudil vpogled daleč v zgodovino vesolja, neposredno po velikem poku, ko je bilo vesolje še čisto mlado.

Po besedah Mathra gradijo napravo, "ki je veliko močnejša, kot si je kdorkoli lahko kadarkoli zamišljal". Moč teleskopa je ponazoril s tem, da bi lahko zaznal čmrlja, ki lebdi v vesolju na razdalji lune. "Ko je nekaj tako močno, lahko najdemo velika presenečenja," je dejal ter izrazil upanje, da bo teleskop za kakšnega znanstvenika z dobro idejo prinesel tudi novo Nobelovo nagrado.

Preučeval bo različna obdobja v zgodovini vesolja

Teleskop bo preučeval obdobje vse od velikega poka do prvih galaksij in zvezd, ki so nastale v našem 13,8 milijarde let starem vesolju. Raziskoval bo skrivnosti našega Osončja ter planetov, ki krožijo okoli drugih zvezd, pa tudi evolucijo našega lastnega sončnega sistema. "Tisto, na kar vsi upamo, pa je, da je tam zunaj nekaj presenetljivega, da bomo odkrili nekaj, česar še ne razumemo ali si tega niti še ne znamo predstavljati," je povedal Mather.

Med drugim bo teleskop po mnenju Mathra pomagal pojasniti, kaj sta temna snov in energija, ki imata pomemben vpliv na zgodovino nastajanja vseh objektov v vesolju. Nadeja se, da bodo s teleskopom našli novo kategorijo objektov, ki se je formirala v zgodnjem vesolju, nato pa izginila, zaradi česa jih danes ne vidimo.

Iskanje življenja v vesolju

Teleskop bo med drugim namenjen tudi raziskovanju eksoplanetov - planetov, ki krožijo okoli drugih zvezd - in analizi njihovih atmosfer, s čimer bo dobil odgovore na vprašanje, ali je življenje izven našega Osončja mogoče.

Po mnenju Mathra je verjetnost, da bi nekje v vesolju našli življenje, zelo velika. Pred leti je namreč veljalo prepričanje, da je življenje tako zelo kompleksno, da je moralo biti posledica nekih izjemnih, neponovljivih dogodkov, danes pa je perspektiva raziskovalcev drugačna, je dejal Mather.

"Ne smemo biti presenečeni, če življenje najdemo na Marsu, na Evropi, Titanu ali drugje v Osončju, in če zaznamo kisik okoli planetov, ki krožijo okoli druge zvezde," je dejal Mather. "Kar 13,8 milijarde let je trajalo, da smo se pojavili na tem planetu, zato je možno, da je postopek vzpostavljanja življenja dolgotrajen tudi na drugih planetih."

Pomemben mejnik - teleskop je sestavljen

Pomemben mejnik v razvoju tega teleskopa se je zgodil avgusta 2019, ko so ga prvič sestavili. V grobem je sicer teleskop sestavljen iz treh delov - iz teleskopa z ogledali in štirimi znanstvenimi instrumenti, protisončne membrane v velikosti teniškega igrišča in vesoljskega plovila. V preteklosti so posamezne dele teleskopa že testirali, sedaj pa morajo preveriti, če teleskop deluje tudi kot celota.

Datum izstrelitve teleskopa se sicer že skoraj desetletje zamika, nazadnje je Nasa sporočila, da bodo teleskop izstrelili marca 2021. Teleskop James Webb po besedah Mathra predstavlja enega največjih znanstvenih projektov po Apollu, zato so izzivi veliki. "Delamo vse, da ujamemo ta datum," je dejal Mather.

Mednarodno sodelovanje

Projekt teleskopa James Webb, vreden več kot 10 milijard dolarjev, je plod mednarodnega sodelovanja Nase, Evropske vesoljske agencije (ESA) in kanadske vesoljske agencije (CSA). Pri njegovem razvoju je sodelovalo preko tisoč inženirjev in znanstvenikov, njegove podatke pa bo uporabljalo tisoče astronomov s celega sveta.

S predlogi za to, kaj vse naj teleskop v času svojega delovanja opazuje, je po besedah Mathra sodelovalo preko 400 raziskovalcev. Med njimi je tudi slovenska astrofizičarka Maruša Bradač z univerze v Kaliforniji v Davisu.

Njena raziskovalna skupina je v sodelovanju z raziskovalci iz Kanade razvila opazovalni projekt za enega od instrumentov za novi teleskop, zato so dobili edinstveno priložnost, da z njim tudi opazujejo ter kot eni prvih na svetu pridobijo podatke iz tega teleskopa, na kar se raziskovalna skupina v tem obdobju intenzivno pripravlja.

"Gre za teleskop, ki je neposredno povezan z mojim raziskovanjem in od tega si ogromno obetam. Približno vemo, kaj bomo s teleskopom videli. Kar bo najbolj zanimivo, pa bo tisto, česar si sploh nismo predstavljali, da nam bo teleskop omogočil," je v nedavnem intervjuju za STA povedala Bradačeva.

Celoten pogovor z Bradačevo je dosegljiv na https://znanost.sta.si/2474470.