The Космічний телескоп Джеймса Вебба це як партія століття, яка все відкладає. Через свою складну складність та деякі аномальні показання, виявлені під час випробувань на вібрацію, дату запуску цього телескопа багато разів відштовхували - він, як очікується, запуститься десь у 2021 році. Але з очевидних причин НАСА залишається прихильним бачити це місія наскрізь.
Після розгортання JWST стане найпотужнішим космічним телескопом в експлуатації, а його вдосконалений набір інструментів розкриє речі про Всесвіт, які ще ніколи не були помічені. Серед них атмосфери надсонячних планет, які спочатку будуть складатися з газових гігантів. Роблячи це, JWST вдосконалить пошук житлових планет і, зрештою, почне вивчати деяких потенційних кандидатів.
JWST буде робити це спільно із супутником обстеження екзопланет (TESS), який розгорнувся в космос ще в квітні 2018 року. Як випливає з назви, TESS буде шукати планети методом транзиту (ака. Транзитна фотометрія), де зірки контролюються за періодичними заглибленнями яскравості - які викликані планетою, що проходить перед ними відносно спостерігача.
Деякі перші спостереження Вебба будуть проведені через дискреційну наукову програму раннього випуску - перехідну команду планети по екзопланеті в науково-дослідному центрі Вебба. Ця команда планує провести три різних типи спостережень, які дадуть нові наукові знання та краще розуміння наукових інструментів Вебба.
Як пояснив у прес-релізі NASA Джейкоб Бін з Чиказького університету, головний дослідник проекту транзитної екзопланети:
«У нас дві основні цілі. Перший - якнайшвидше отримати транзит наборів даних про екзопланети з Webb до астрономічної спільноти. Друга - зробити чудову науку, щоб астрономи та громадськість могли бачити, наскільки потужна ця обсерваторія ».
Як додала Наталі Баталья з NASA Ames Research Center, головного дослідника проекту, додала:
"Мета нашої команди - надати критичні знання та уявлення астрономічному співтовариству, яке допоможе каталізувати дослідження екзопланет і максимально використовувати Webb за обмежений час, який ми маємо."
Для їх першого спостереження JWST несе відповідальність за характеристику атмосфери планети, вивчаючи світло, яке проходить через неї. Це відбувається кожного разу, коли планета проходить перед зіркою, і спосіб поглинання світла з різною довжиною хвилі дає підказки щодо хімічного складу атмосфери. На жаль, існуючі космічні телескопи не мали необхідної роздільної здатності сканувати щось менше, ніж газовий гігант.
The JWST, за допомогою вдосконалених інфрачервоних приладів досліджуватиме світло, що проходить через атмосферу екзопланети, розділить його на спектр веселки, а потім зробить висновок про склад атмосфери, виходячи з того, які ділянки світла відсутні. Для цих спостережень команда проекту вибрала WASP-79b, екзопланету розміру Юпітера, яка обертається навколо зірки в сузір'ї Ерідануса, приблизно за 780 світлових років від Землі.
Команда розраховує виявити та виміряти надлишки води, оксиду вуглецю та вуглекислого газу у WASP-79b, але також сподівається знайти молекули, які ще не були виявлені в атмосфері екзопланети. Для їх другого спостереження команда проводитиме моніторинг «гарячого Юпітера», відомого як WASP-43b, планети, яка обертається навколо своєї зірки з періодом менше 20 годин.
Як і всі екзопланети, які близько до своїх зірок, цей газовий гігант розташований під замком - там, де одна сторона завжди звернена до зірки. Коли планета перебуває перед зіркою, астрономи можуть бачити лише її крутішу задню частину; але по мірі орбіти гаряча сторона дня повільно приходить у поле зору. Спостерігаючи за цією планетою всю планету, астрономи зможуть спостерігати ці зміни (відомі як фазова крива) та використовувати дані для картографування температури планети, хмар та хімії атмосфери.
Ці дані дозволять їм відібрати атмосферу на різну глибину та отримати більш повне уявлення про внутрішню структуру планети. Як зазначив Бін:
«Ми вже бачили драматичні та несподівані зміни для цієї планети з Хабблом та Шпіцером. За допомогою Webb ми розкриємо ці варіанти значно більш детально, щоб зрозуміти фізичні процеси, які є відповідальними ».
Для третього спостереження команда намагатиметься безпосередньо спостерігати за перехідною планетою. Це дуже складно, адже світло зірки стає яскравішим і, таким чином, затемнює слабке світло, що відбивається від атмосфери планети. Одним із способів вирішення цього питання є вимірювання світла, що виходить від зірки, коли планета видно, і знову, коли вона зникає за зіркою.
Порівнюючи два вимірювання, астрономи можуть обчислити, скільки світла надходить тільки з планети. Ця методика найкраще працює для дуже гарячих планет, які яскраво світяться в інфрачервоному світлі, саме тому вони вибрали для цього спостереження WASP-18b - гарячий Юпітер, який досягає температури близько 2900 K (2627 ° C; 4800 ° F). В ході цього процесу вони сподіваються визначити склад страждаючої стратосфери планети.
Зрештою, ці спостереження допоможуть перевірити здібності JWST та відкалібрувати його інструменти. Кінцевою метою буде дослідити атмосферу потенційно мешканців екзопланет, які в цьому випадку включатимуть скелясті (так звані "землеподібні") планети, які обертаються навколо низької маси, тьмяніші червоні карликові зірки. Окрім того, що є найпоширенішою зіркою в нашій галактиці, червоні карлики також вважаються найбільш вірогідним місцем пошуку планет, подібних до Землі.
Як пояснив Кевін Стівенсон, науковий співробітник Інституту космічного телескопа та спільний дослідник проекту, пояснив:
"TESS повинен знаходити більше десятка планет, що орбітують в зонах проживання червоних карликів, кілька з яких можуть бути фактично заселеними. Ми хочемо дізнатися, чи мають ці планети атмосферу, і Вебб буде нам сказати. Результати дадуть великий шлях до відповіді на питання про те, чи сприятливі для життя умови в нашій галактиці ».
The Космічний телескоп Джеймса Вебба стане найвищою світовою космічною обсерваторією, яка колись розгорнуться, і допоможе астрономам розгадувати таємниці в нашій Сонячній системі, вивчати екзопланети і спостерігати за самими ранніми періодами Всесвіту, щоб визначити, як розвивалася його масштабна структура з часом. З цієї причини зрозуміло, чому НАСА просить астрономічне співтовариство набратися терпіння, поки вони не будуть впевнені, що воно буде успішно розгорнутися.
Коли виплата не відрізняється від першовідкритих відкриттів, ми справедливо чекатимемо. Тим часом обов'язково перегляньте це відео про те, як вчені вивчають екзопланетну атмосферу, люб’язно надавши Науковий інститут космічного телескопа:
