Nie. Teleskop Jamesa Webba nie zastąpi Hubble'a

W wigilię Bożego Narodzenia w kosmos wystrzelony został teleskop Jamesa Webba. Kosztował 10 miliardów dolarów, ale wbrew temu co mówią, nie zastępuje on znanego wszystkim teleskopu Hubble'a.

24 grudnia 2021 w kosmos (w końcu) wystrzelony został teleskop Jamesa Webba. Kosztujący 10 milardów dolarów potwór powie nam wiele o początkach wszechświata i przekaże dane, których nie potrafił dać nam teleskop Hubble'a. Nie zastępuje on bezpośrednio wystrzelonej w 1990 roku maszyny, bo teleskop Jamesa Webba operować będzie w całkiem innym zakresie promieniowania elektromagnetycznego - podczerwieni. Teleskop Jamesa Webba nie będzie tworzył pięknych zdjęć głębokiego nieba, które znamy dziś. Instrumenty upakowane na jego pokładzie działać będą (jeśli przejdzie wszystkie testy, które trwać będą pół roku) w podczerwieni z tego względu iż najdalsze obiekty w kosmosie się od nas oddalają. Z efektu Dopplera wiemy, że promieniowanie elektromagnetyczne takich obiektów jest przesunięte ku czerwieni (jeśli obiekt się przybliża, jego światło jest przesunięte ku fioletowi) czego w wielu przypadkach teleskop Hubble'a nie był w stanie zarejestrować.

Misja wystrzelenia kosmicznego teleskopu Jamesa Webba to już sukces. Wbrew temu co możesz przeczytać, nie zastępuje on jednak znanego wszystkim teleskopu Hubble'a.

Zwierciadło główne teleskopu Jamesa Webba (specyficzne, heksagonalne) jest wykonane z berylu (ze względu na doskonałe właściwości termiczne) i pokryte cienką warstwą złota (by zwierciadło mogło odbijać promieniowanie podczerwone właśnie). Ma on średnicę wynoszącą 6,5 metra, co daje powierzchnię zbierającą światło wynoszącą 25 m², czyli ponad 5 wyższą niż tę, którą znamy z teleskopu Hubble'a. Na pokładzie zainstalowano cztery główne aparatury. NIRcam (Near Infrared Camera) to kamera działająca w bliskiej podczerwieni. Wyposażony w koronograf instrument będzie mógł tworzyć obrazy nieba, które przykryte są światłem jasnych gwiazd, eliminując z nich właśnie te obszary. Drugim instrumentem jest NIRSpec (Near Infrared Spectrograph), czyli spektrograf, który służy do rozpraszania światła obiektu na widmo. Da na nam to możliwość analizy danego obiektu (na przykład planety) i dostarczy informacji o jego właściwościach fizycznych (sprawdzimy czy na takich obiektach jest na przykład woda).

Trzecim instrumentem badawczym na pokładzie kosmicznego teleskopu Jamesa Webba jest NIRISS (Fine Guidance System and Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph). Ma za zadanie dokładne tworzenie obrazów wysokiej jakości poprzez idealne ustawienie się do badanego obiektu. Precyzyjne naprowadzanie przy tak niewielkim rozmiarze kątowym jest wymagane, bo nawet powierzchnia zbierająca na poziomie 25m², przy tak ogromnych odległościach nie byłaby w stanie dostarczyć naukowcom odpowiednich danych.

Ostatnim przyrządem badawczym jest MIRI (Mid-Infrared Instrument), który operuje na nieco dłuższej długości fali promieniowania elektromagnetycznego, czyli średniej podczerwieni. Instrument posiada zarówno kamerę, jak i spektrograf, a te z kolei (z racji operowania na średniej podczerwieni) są w stanie penetrować obłoki gazowe, które zasłaniają nam to, co znajduje się za nimi. Żeby tworzyć takie obrazy i przekazywać dane, MIRI będzie operować w niespotykanej wcześniej, niskiej temperaturze, która wynosi -266 C, co daje zaledwie 7 stopni Celsjusza więcej od zera absolutnego. Pomoże w tym osłona termiczna teleskopu.

Jak widać wszystkie cztery wymienione tutaj instrumenty kosmicznego teleskopu Jamesa Webba będą pracować w bliskiej lub średniej podczerwieni. Maszyna będzie więc mogła dostrzec znacznie więcej niż jest to możliwe w świetle widzialnym (niewielkie spektrum promieniowania elektromagnetycznego, na którym operuje teleskop Hubble'a). I to właśnie z tego względu kosztujący 10 miliardów dolarów teleskop nie jest bezpośrednim następcą znanego wszystkim teleskopu Hubble'a. Przed nową maszyną zostały postawione zupełnie inne zadania i wspólnie dostarczą nam odpowiedzi na wiele pytań stawianych przez ludzi.

Teleskop Jamesa Webba zmierza aktualnie ku specyficznemu punktowi w przestrzeni kosmicznej (L2, czyli około 1.5 miliona kilometrów od Ziemi), który na stałe znajduje się w półcieniu Ziemi, co czyni to idealnym miejscem na obserwacje. Punkt libracyjny, zwany także punktem Lagrange'a nie został wybrany losowo. To właśnie w tym miejscu w przestrzeni siły grawitacyjne Ziemi i Słońca równoważą się, co oznacza, że umieszczony tam teleskop może pozostać w tym miejscu na zawsze, bez potrzeby korekcji orbity, co ma miejsce przy wszystkich wystrzelonych wcześniej maszynach.

Misja wystrzelenia na orbitę ziemską kosmicznego teleskopu Jamesa Webba to już sukces. Czekamy więc na pierwsze zdjęcia, co zapewne stanie się szybciej niż sądziliśmy. Naukowcy będą chcieli wypróbować nową maszynę tak szybko, jak będzie to tylko możliwe. Cała procedura uruchamiania i sprawdzania zdatności oraz wykonanie pierwszych testów potrwa niecały rok. My już nie możemy się doczekać pierwszych efektów, a Wy?