Pierwsze zdjęcia z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba dostaniemy już w lipcu!
Agencje kosmiczne NASA, ESA i CSA ogłosiły, że wielokolorowe obrazy i dane spektralne z pierwszych miejsc obserwowanych przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba zostaną opublikowane 12 lipca 2022 r! Nie wiemy jeszcze jaki będzie cel pierwszych zdjęć z teleskopu, ale rozpoczną one pierwszą intensywną kampanię obserwacyjną najbardziej skomplikowanego teleskopu kosmicznego ludzkości.
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba został wysłany w przestrzeń kosmiczną w grudniu 2021 r. przez europejską rakietę Ariane 5. 24 stycznia 2022 r. urządzenie dotarło na swoją docelową orbitę obserwacyjną – orbitę halo wokół punktu libracyjnego L2 układu Ziemia–Słońce. W tym czasie Teleskop Webba zdążył się w pełni rozłożyć – największymi elementami, które musiały zostać rozłożone, była gigantyczna osłona przeciwsłoneczna oraz zwierciadło główne teleskopu.
Od lutego trwał kilkumiesięczny proces kalibracji optycznej teleskopu – odpowiedniego ustawienia segmentów jego zwierciadła głównego – tak aby wszystkie części działały jak jedno wielkie lustro. Po tym jak teleskop tworzył już ostre obrazy, inżynierowie i naukowcy przystąpili do kalibracji i przygotowywania jego instrumentów naukowych, które będą wytwarzane przez teleskop obrazy odbierały i analizowały.
Obraz uzyskany po zakończonej kalibracji optycznej z instrumentu NIRCam. W centrum widać gwiazdę 2MASS J17554042+6551277. W tle widać też mnóstwo innych gwiazd i galaktyk. Źródło: NASA/STScI
Już pod koniec maja informowaliśmy, że trwa ostatnia faza uruchamiania instrumentów naukowych i trwają też intensywne prace przygotowujące zespół do technicznej obsługi rozmaitych trybów obserwacyjnych teleskopu.
Eric Smith, naukowiec programu teleskopu JWST z ramienia NASA, podsumował to tak: Te [pierwsze] obrazy będą zwieńczeniem dekad uporu, poświęconego talentu i marzeń, ale będzie to też dopiero początek.
Co zobaczymy?
Pierwsze obrazy będą zwieńczeniem nie tylko żmudnego procesu kalibrowania teleskopu, który trwał niemal pół roku. Mają pokazać też do czego jest zdolne nowe obserwatorium kosmiczne i jaki jest wynik wieloletnich żmudnych prac nad opracowaniem projektu teleskopu, rozwinięciem technologii, które umożliwiły jego budowę, i wreszcie – do czego zdolne jest urządzenie, które finalnie powstało.
To, co teleskop Webba pokaże na początku, było przedmiotem analiz i negocjacji między międzynarodowymi partnerami przez 5 lat. Pierwsze obrazy muszą jednocześnie pokazać w najlepszym świetle zdolności instrumentów naukowych (techniczna strona), ale też stanowić zapowiedź przyszłych obserwacji (bardziej medialna strona).
Po tym jak ostatecznie potwierdzona zostanie gotowość każdego z instrumentów i samego teleskopu, teleskop JWST przejdzie do obserwacji przygotowanej już listy pierwszych celów. Po wysłaniu danych na Ziemię, zostaną one przeanalizowane przez zespoły, a następnie przetworzone w zdjęcia gotowe do upublicznienia. Cały ten proces potrwa tygodnie.
W tej chwili (stan na 9 czerwca) w pełni gotowe do obserwacji naukowych są 2 z 17 trybów obserwacji: obrazowanie NIRCam i obrazowanie NIRISS.
Porównanie obrazu z Wielkiego Obłoku Magellana - małej galaktyki bliskiej naszej Drodze Mlecznej - między dwoma teleskopami z możliwościami obserwacji w podczerwieni: Spitzer i JWST. Obraz z JWST zrobiono instrumentem MIRI - najbardziej wrażliwym na temperaturę, aktywnie chłodzonym urządzeniem przeznaczonym do obserwacji w średniej podczerwieni najodleglejszych obiektów we Wszechświecie. Źródło: NASA/JPL-Caltech (lewe zdjęcie), NASA/ESA/CSA/STScI (prawe zdjęcie)
Lista pierwszych celów jest tajna, więc nie wiemy jeszcze co zobaczymy. Nie jesteśmy też pewni, jak ostatecznie będą pełnokolorowe obrazy z Webba wyglądać. Chociaż zdjęcia kalibracyjne opublikowane wcześniej pokazały już bezprecedensową rozdzielczość obserwatorium, to jeszcze nie mamy wiedzy na temat jakości obrazów w pełnym kolorze i z danymi zarejestrowanymi przez rozmaite spektrometry, które będą analizowały spektrum przechodzącego światła.
Na dodatek zdjęcia wykonane przez ostatnie miesiące podczas kalibracji teleskopu, również zostaną opublikowane przy okazji publikacji pierwszych „naukowych” obrazów.
Po pierwszych obrazach rozpocznie się pierwszy roczny cykl obserwacji naukowych teleskopu. Obserwacje te są już z góry ustalone i, jak w przypadku innych teleskopów kosmicznych, obowiązywał będzie ścisły harmonogram ustalany wieloletnią pracą naukowców z całego świata. Cykl 1 składa się z trzech programów obserwacyjnych: General Observer (GO), Guaranteed Time Observer (GTO) i Director’s Discretionary Early Release Science (DD-ERS). Programy GO i DD-ERS zostały wybrane przez naukowców z całego świata w anonimowym procesie peer review. Program GTO jest przeznaczony dla grup naukowych, które miały duży wkład w budowę i przygotowanie do pracy teleskopu.
Bombardowanie teleskopu mikrometeorami
Między 23 i 25 maja 2022 r. w jeden z segmentów (C3) zwierciadła głównego teleskopu JWST uderzył niewielki meteoroid. Było to już piąte takie uderzenie w zwierciadło od czasu wysłania teleskopu w przestrzeń kosmiczną.
Zwierciadło główne teleskopu JWST podczas ostatniego testowego otwarcia w 2021 r. na Ziemi. Źródło: NASA/Chris Gunn.
Otwarta konstrukcja teleskopu Jamesa Webba oznacza, że od czasu do czasu niewielki odłamek skalny uderzy w obserwatorium i jest ono na to przygotowane. Majowe zderzenie było jednak dosyć duże, przekraczające teoretyczne założenia zderzeń, jakie będą przytrafiały się teleskopowi w kosmosie.
Zderzenie zostało wychwycone i nadal trwa analiza jego skutków, już teraz jednak zespół misji podkreśla, że wydajność całego obserwatorium znajduje się wciąż powyżej postawionych wymagań. W wyniku zderzenia trzeba było poprawić nieznacznie ustawienie trafionego segmentu za pomocą ultraprecyzyjnych siłowników.
Trzeba też pogodzić się z faktem, że zderzenia takie będą następować i te większe odłamki będą stopniowo niszczyły mierzące ponad 6 m średnicy zwierciadło główne, przyczyniając się w kolejnych latach do stopniowego zmniejszania jakości odbieranych obrazów. Nie tylko meteoroidy są tutaj przeszkodą, ale też naładowane cząstki ze Słońca czy wysokoenergetyczne promieniowanie kosmiczne, które może uszkodzić wrażliwą elektronikę na pokładzie JWST.
Teleskop jest do tych zagrożeń przygotowany. Część skutków zderzeń będzie mogła być zniwelowana przez poprawki w pozycjach segmentu, ale to nie wszystkie możliwości… Sposób, w jaki w czystości zachowywane były cenne elementy optyczne teleskopu, utworzył duży pozytywny margines jego zdolności, co daje pewność realizacji jego misji naukowej przez wiele lat. Dodatkowo w przypadku przelatywania teleskop przez znane deszcze meteorów będzie on ustawiony tak, by nie uszkodziły one jego optyki. Niestety, majowe zderzenie było całkowicie przypadkowe i przed takim nie można było się uchronić.
Więcej informacji:
- Blog NASA z aktualizacjami nt. startu teleskopu JWST
- Urania nr 6/2021 z artykułami o teleskopie JWST
Na podstawie: NASA
Opracował: Rafał Grabiański
Na zdjęciu tytułowym: Wizja artystyczna teleskopu JWST w przestrzeni kosmicznej. Źródło: NASA/STScI
