Webbův dalekohled právě začíná

BALTIMORE – Doposud to byla pastva pro oči z nebe: rozlehlý černý prostor hemžící se nepochopitelně vzdálenými, nepochopitelnými kapkami světla. Přízračné obrazy Neptunu, Jupiteru a dalších sousedů, o kterých jsme si již mysleli, že je známe. Mlhoviny a galaxie viděné pronikavým infračervenýma očima vesmírného dalekohledu Jamese Webba.

Dalekohled, pojmenovaný po Jamesi Webbovi, řediteli NASA během přistání Apolla na Měsíci, je společným projektem NASA, Evropské vesmírné agentury a Kanadské vesmírné agentury. Zahájila Vánoce před rokem – po dvou desetiletích potíží a 10 miliardách dolarů – tehdy mise pozorovat vesmír Ve vlnových délkách, které lidské oko nevidí. S primárním zrcadlem širokým 21 stop je Webb sedmkrát výkonnější než jeho předchůdce, Hubbleův vesmírný dalekohled. V závislosti na metodě výpočtu může jedna hodina pozorování na dalekohledu NASA stát 19 000 USD nebo více.

Ale ani NASA, ani astronomové nezaplatili všechny ty peníze a politický kapitál jen za krásné obrázky – a nikdo si nestěžuje.

„První snímky byly jen začátek,“ řekla Nancy Levinsonová, dočasná ředitelka Space Telescope Science Institute, která spravuje Webba i HST. „Je potřeba více, aby se to změnilo ve skutečnou vědu.“

Na tři prosincové dny asi 200 astronomů zaplnilo sál v ústavu, aby si vyslechli a prodiskutovali první výsledky z dalekohledu. Podle organizátorů bylo online vidět dalších asi 300 lidí. Tato událost byla opožděnou oslavou úspěšného spuštění a otevření společnosti Webb a předzvěstí její světlé budoucnosti.

Astronomové jeden po druhém vystoupili na pódium, rychle si povídali, aby dodrželi 12minutový limit, a vrhli se do světa objevů. Galaxie, které i ve svém relativním mládí již vytvořily supermasivní černé díry. Atmosférické studie některých ze sedmi kamenných exoplanet obíhajících Trappist 1, červeného trpaslíka, který může obsahovat obyvatelné planety. (Data naznačují, že nejméně dvě z exoplanet postrádají masivní atmosféry prvotního vodíku, které by udusily život, jak jej známe, ale mohou mít slabé atmosféry hustších molekul, jako je voda nebo oxid uhličitý.)

„Jsme v podnikání,“ prohlásil Bjorn Beneke z Montrealské univerzity, poskytující data o exoplanetě.

Megan Reiter z Rice University vzala své kolegy na „hluboký ponor“ přes vesmírné útesy, zatažené ohnisko formování hvězd v souhvězdí Carina, kdysi oblíbený kousek oblohy. Sleduje, jak výtrysky nových hvězd, rázové vlny a ionizující záření z blízkých hmotnějších hvězd zrozených při vysoké teplotě neustále přetvářejí kosmickou geografii a způsobují vznik nových hvězd.

„To by mohl být model toho, čím naše slunce prošlo, když se formovalo,“ řekl Dr. Reiter v rozhovoru.

Mezi prezentacemi, na vedlejší koleji a v chodbách si nejlepší astronomové, kteří byli v roce 1989, kdy byl poprvé představen nápad Webbova teleskopu, vzájemně blahopřáli a sdíleli válečné příběhy o vývoji dalekohledu. Slyšitelně zalapali po dechu, když děti předkládaly data, která vyhodila do vzduchu jejich úspěchy s HST.

Jane Rigbyová, vědecká pracovnice projektu operací dalekohledu, si vzpomněla na svůj emocionální zmatek před rokem, kdy byl dalekohled konečně blízko startu. Přístroj je navržen tak, aby se rozvinul ve vesmíru – což je složitý proces s 344 „jednobodovými selháními“ – a pouze Dr. Rigby je může počítat znovu a znovu.

„Byla jsem v popírání,“ řekla v Baltimoru. Ale spuštění a nasazení proběhlo bezchybně. Teď řekla: „Žiju svůj sen.“

Garth Illingworth, astronom z Kalifornské univerzity v Santa Cruz, který v roce 1989 předsedal klíčové schůzce ve Space Telescope Science Institute, která nakonec vedla k Webbovi, řekl jednoduše: „Jsem prostě unešen.“

Na recepci po prvním dnu setkání John Mather z Goddard Space Flight Center NASA a vedoucí vědec projektu Webb od počátku pozvedl sklenici 20 000 lidem, kteří postavili dalekohled, 600 astronomům, kteří jej testovali ve vesmíru a nová generace vědců, kteří jej budou používat.

„Někteří z vás se ještě nenarodili, když jsme to začali plánovat,“ řekl. „Vlastnit!“

silniční stroj

Teleskop nabitý kamerami, spektrometry a dalšími přístroji zatím předčil očekávání. (Jeho analytická síla je dvojnásobná oproti tomu, co je inzerováno.) Dr. Rigby hlásí, že bezchybný start teleskopu zanechal dostatek paliva pro manévrování, aby mohl fungovat 26 nebo více let.

„To jsou šťastná čísla,“ řekla, zatímco ona a její kolegové probírali statistiky výkonu svých strojů. Dr. Rigby varoval, že přístroje dalekohledu jsou stále kalibrovány, takže čísla se mohou ještě změnit. Připravte se na přepočítání svých výsledků stisknutím tlačítka, řekl jsem skupině astronomů v hale: „Jinak budete nenávidět svůj život.“

Snad největší Webbovo překvapení se zatím týká událostí na počátku tisíciletí vesmíru. Zdá se, že galaxie se formovaly, generovaly a krmily hvězdy rychleji, než odhadují bitvě testované kosmologické modely.

„Jak to, že galaxie postupují tak rychle?“ zeptal se Adam Riess, laureát Nobelovy ceny za fyziku a kosmolog z Johns Hopkins University, který byl dnes přítomen.

Prozkoumání této provincie – „kosmického jara“, jak to nazval jeden astronom – je cílem několika mezinárodních spoluprací se zkratkami jako JADES (Advanced Deep Extragalactic Survey), CEERS (Cosmic Evolution for Early Launch Science) a GLASS (Grism Lens -Amplified Survey) z vesmíru) a PEARLS (primární extragalaktické oblasti pro vědu o reionizaci a čočce).

Webbovo infračervené vidění je ústředním bodem tohoto úsilí. Jak se vesmír rozpíná, vzdálené galaxie a nebeská tělesa se vzdalují od Země tak rychle, že se jejich světlo napíná a přeměňuje na neviditelné infračervené vlnové délky. Po určitém bodě se nejvzdálenější galaxie vzdalují tak rychle, jejich světlo se roztáhlo ve vlnové délce, že je nevidí ani Hubbleův dalekohled.

Teleskop Webb byl navržen tak, aby detekoval a prozkoumal tyto oblasti, které představují vesmír starý pouze miliardu let, když první galaxie začaly vzkvétat s hvězdami.

„Chvíli trvá, než hmota vychladne a stane se dostatečně hustou, aby zapálila hvězdy,“ poznamenala Emma Curtis Lake z University of Hertfordshire a členka týmu JADES. Dodala, že rychlost tvorby hvězd dosáhla vrcholu, když byl vesmír starý čtyři miliardy let, a od té doby klesá. Vesmír je nyní starý 13,8 miliardy let.

Astronomové měří kosmické vzdálenosti pomocí parametru zvaného červený posuv, který udává, jak moc je světlo přicházející ze vzdáleného objektu nataženo. Ještě před pár měsíci byl za vysoký rudý posuv považován rudý posuv 8, což odpovídá době, kdy byl vesmír starý asi 646 milionů let. Díky doktorce Curtis Lake a jejím kolegům je nyní standardní rudý posuv 13,2, což odpovídá době, kdy byl vesmír starý pouhých 325 milionů let.

Dr. Curtis-Lake a její tým namířili dalekohled na oblast oblohy zvanou Boží jih a hledali galaxie, které HST nemohl zaznamenat. Jistě, byli tam čtyři, duchové v oparu Stvoření žáru. Následná měření potvrdila, že se skutečně vrací v čase.

„Nechtěli jsme říkat, že si to myslíme – veřejně,“ řekl člen JADES Brant Robertson z Kalifornské univerzity v Santa Cruz.

Očekává se, že rekord nebude trvat dlouho. Spolupráce CEERS oznámila kandidátskou galaxii Může mít červený posuv 16protože vesmír byl starý pouhých 250 milionů let.

Odborníci již diskutují, zda tyto přetížené galaxie odhalují něco zásadního a přehlíženého v současných teoriích raného vesmíru. Možná, že nějaké pole nebo vliv v té době zvýšil gravitaci urychlující růst galaxií a černých děr. Nebo možná tyto nesrovnalosti jednoduše odrážejí vědecký skepticismus ohledně chaotických detailů – „gastrofyziky“ – vzniku hvězd.

Během posledních 20 let astronomové zdokonalili pevný „standardní model“ vesmíru složený z temné energie, temné hmoty a malé skupiny atomové hmoty. Na prolomení tohoto paradigmatu je příliš brzy, řekl Dr. Curtis Lake v rozhovoru. Webb mohl mít před sebou tři desetiletí sledování. „Jsme v rané fázi,“ řekla.

Závěrečná řeč padla na Dr. Mathera. Omezil historii dalekohledu a pokřikoval na Barbaru Mikulski, bývalou senátorku Marylandu, která projekt podpořila v roce 2011, kdy hrozilo jeho zrušení. Představil také další velký počin NASA: 12metrový vesmírný dalekohled s názvem Habitable Worlds Observatory, který vyhledává a studuje planety.

Řekl: „Všechno, co jsme udělali, stálo za to.“ „Tak jsme tady: Toto je slavnostní večírek, podívejte se, co je tady. Není to poslední věc, kterou budeme dělat.“