У жовтні 2018 року на орбіту буде запущений космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST). У рамках програми космічного телескопа нового покоління NASA, JWST буде проводити наступні роки, вивчаючи кожну фазу космічної історії. Це передбачає зондування першого світла Всесвіту (викликаного Великим вибухом), перших галактик, що утворюються, та позасонячних планет у сусідніх зоряних системах.
На додаток до всього цього, JWST також буде присвячений вивченню нашої Сонячної системи. Як NASA нещодавно оголосила, телескоп використовуватиме свої інфрачервоні можливості для вивчення двох "океанських світів" у нашій Сонячній системі - Місяця Юпітера, Європи та Місяця Енцелада Сатурна. При цьому це додасть до спостережень, зроблених раніше NASA Галілей іКассіні орбітальних органів і допомагають вести майбутні місії в ці крижані місяці.
Місяці були обрані вченим, який допоміг розробити телескоп (ака. Гарантований час спостерігачів) і тому йому надається привілей бути одними з перших, хто ним користується. Європа та Енцелад були внесені до списку цілей телескопа, оскільки однією з головних цілей телескопа є вивчення витоків життя у Всесвіті. Крім того, щоб шукати житлові екзопланети, NASA також хоче вивчати об'єкти в нашій Сонячній системі.
Один з головних акцентів буде зосереджено на воді, що спостерігався, як проривались крижані поверхні Енцелада та Європи. З 2005 року вченим було відомо, що Енцелад має періодичні виливи з південного полярного регіону, викидаючи воду та органічні хімічні речовини, що поповнюють Е-кільце Сатурна. З тих пір було виявлено, що ці шлейфи сягають аж до внутрішнього океану, який існує під крижаною поверхнею Енцелада.
У 2012 році астрономи за допомогою космічного телескопа Хаббла виявили подібні шматки, що надходили з Європи. Ці шлейфи були помічені з південної півкулі Місяця, і, за оцінками, вони сягали космосу до 200 км (125 миль). Подальші дослідження показали, що ці шлейфи були переривчастими і, імовірно, зливали воду та органічні матеріали із внутрішніх приміщень назад на поверхню.
Ці спостереження були особливо інтригуючими, оскільки вони посилили випадок, коли Європа та Енцелад мали внутрішній, теплий океан, який міг жити життям. Вважається, що ці океани є результатом геологічної активності у внутрішніх приміщеннях, що викликається припливним згинанням. На підставі доказів, зібраних Галілей і Кассіні орбіталі, вчені висловлювали теорію, що ці поверхневі потоки є результатом цих самих геологічних процесів.
Наявність цієї активності також може означати, що ці місяці мають гідротермальні отвори, розташовані на їхніх кордонах з основними мантіями. На Землі, як вважається, гідротермальні отвори (розташовані на океанському дні) відігравали головну роль у виникненні життя. Як таке, їхнє існування на інших тілах всередині Сонячної системи розглядається як можливий показник позаземного життя.
Зусилля з вивчення цих «океанських світів» будуть очолені Геронімо Віллануевою, планетарним вченим Центру космічних польотів НАСА Годдарда. Як він пояснив в недавній заяві прес-служби NASA, він і його команда будуть вирішувати певні основні питання:
"Вони зроблені з водяного льоду? Чи виділяється пара гарячої води? Яка температура активних областей та води, що виділяється? Вимірювання телескопа Вебба дозволять нам вирішити ці питання з небувалою точністю та точністю ».
Команда Віллануєвої є частиною більш великих зусиль для вивчення Сонячної системи, яку очолює Хайді Хаммель - виконавчий віце-президент Асоціації університетів з астрономії (AURA). Описуючи кампанію "Світ океану" JWST для журналу "Космічний журнал" електронною поштою:
«Ми будемо шукати підписи про шлейф на цих океанських світах, а також на активних місцях. За допомогою інфрачервоної камери NIRCAM у нас буде достатньо просторової роздільної здатності, щоб відрізнити загальні ділянки лун, які могли б бути «активними» (створюючи шлейфи). Ми також використовуватимемо спектроскопію (вивчаючи конкретні кольори світла), щоб відчути наявність води, метану та кількох інших органічних видів у матеріалі шлейфу ».
Для вивчення Європи Вілануєва та його колеги будуть робити знімки Європи високої роздільної здатності за допомогою ближнього інфрачервоного фотоапарату JWST (NIRCam). Вони будуть використані для вивчення поверхні Місяця та пошуку гарячих точок, що свідчать про переливи та геологічну активність. Як тільки буде розміщений шлейф, команда визначить його склад за допомогою інфрачервоного спектрографа Вебба (NIRSpec) та середнього інфрачервоного приладу (MIRI).
Для Енцелада команда проаналізує молекулярний склад його шлейфів та проведе широкий аналіз особливостей поверхні. Через малі розміри високої роздільної здатності поверхні буде неможливо, але це не повинно бути проблемою з часу Кассіні орбітальний апарат уже склав карту більшої частини своєї місцевості. Все сказано, Кассіні провів останні 13 років, вивчаючи систему Сатурна, і 15 вересня завершить етап «Фіналь Гранде» своєї місії.
Сподіваємось, що ці опитування знайдуть докази органічних підписів у шлейфах, таких як метан, етанол та етан. Якщо чесно, то немає жодних гарантій, що спостереження JWST збігатимуться з потоками, що надходять із цих лун, або що викиди матимуть у них достатню кількість органічних молекул, щоб їх можна було виявити. Більше того, ці показники можуть бути спричинені також геологічними процесами.
Тим не менш, JWST обов'язково надає докази, які дозволять вченим краще охарактеризувати активні райони цих лун. Передбачається також, що він зможе точно визначити місця, які будуть цікаві для майбутніх місій, наприклад, місії NASA Europa Clipper. Ця місія, яка, як складається з орбіти та ландшафту, має намір здійснити колись у 2020-х - спробує визначити, чи є Європа придатною для проживання.
Як пояснив доктор Хаммель, дослідження цих двох «океанських лун» також має на меті розширити наше розуміння витоків життя у Всесвіті:
«Ці два океанські місяці, як ми знаємо, забезпечують середовище, яке може жити на водній основі. На даний момент питання життя в іншому місці є абсолютно невідомим, хоча спекуляцій багато. JWST може наблизити нас до розуміння цих потенційно проживаючих середовищ, доповнюючи місії робототехнічних космічних кораблів, які наразі розробляються (Europa Clipper) і можуть бути заплановані на майбутнє. У той же час, JWST буде вивчати далеко віддалені потенційно житлові середовища планет навколо інших зірок. Ці два напрямки дослідження - місцеві та віддалені - дозволяють нам досягти значних успіхів у пошуках життя в іншому місці ».
Після розгортання JWST буде найпотужнішим космічним телескопом, який коли-небудь будувався, спираючись на вісімнадцять сегментованих дзеркал та набір інструментів для вивчення інфрачервоного Всесвіту. Хоча це не призначене для заміни космічного телескопа Хаббла, він багато в чому природний спадкоємець цієї історичної місії. І, безумовно, очікується, що він розшириться на багато найбільших відкриттів Хаббла, не найменший з яких знаходиться у Сонячній системі.
Обов’язково ознайомтесь із цим відео на види спектрографічних даних, які надасть JWST у найближчі роки, люб’язно надавши NASA:
