Най- Космически телескоп Джеймс Уеб е като партията на века, която продължава да се отлага. Поради своята сложна сложност и някои аномални показания, открити по време на изпитването на вибрации, датата на пускането на този телескоп е изтласкана многократно назад - в момента се очаква да стартира някъде през 2021 г. Но по очевидни причини НАСА остава ангажирана да види това мисия чрез.
Веднъж разгърнат, JWST ще бъде най-мощният космически телескоп в експлоатация, а неговият усъвършенстван набор от инструменти ще разкрие неща за Вселената, които никога не са били виждани. Сред тях са атмосферите на извън слънчевите планети, които първоначално ще се състоят от газови гиганти. По този начин JWST ще усъвършенства търсенето на обитаеми планети и в крайна сметка ще започне да разглежда някои потенциални кандидати.
JWST ще прави това във връзка със сателита за транзитно изследване на екзопланетите (TESS), който се разгърна в космоса през април 2018 г. Както подсказва името, TESS ще търси планети по метода на транзита (известен още като Транзитна фотометрия), където звездите се наблюдават за периодични потапяния в яркостта - които са причинени от преминаваща пред тях планета спрямо наблюдателя.
Някои от първите наблюдения на Уеб ще бъдат проведени чрез дискреционната научна програма за ранно освобождаване на директора - преходен екип за планета за екзопланети в центъра за научни операции на Уеб. Този екип планира да проведе три различни вида наблюдения, които ще осигурят нови научни знания и по-добро разбиране на научните инструменти на Уеб.
Както Джейкъб Бийн от Чикагския университет, главен изследовател по проекта за транзитна екзопланета, обясни в прессъобщението на НАСА:
„Имаме две основни цели. Първият е възможно най-бързо да преминат транзитни набори от данни за екзопланети от Webb към астрономическата общност. Второто е да се направи голяма наука, за да могат астрономите и обществеността да видят колко мощна е тази обсерватория. "
Като добави Натали Батала от Центъра за изследвания на НАСА Еймс, главен изследовател на проекта:
„Целта на нашия екип е да предоставим критични знания и прозрения на астрономическата общност, които ще помогнат да катализират изследванията на екзопланетите и да използват по най-добрия начин Webb за ограниченото време, с което разполагаме.“
За първото си наблюдение JWST ще бъде отговорен за характеризирането на атмосферата на планетата, като изследва светлината, която преминава през нея. Това се случва всеки път, когато една планета преминава пред звезда и начинът, по който светлината се абсорбира с различна дължина на вълната, дава информация относно химичния състав на атмосферата. За съжаление, съществуващите космически телескопи не са имали необходимата резолюция, за да сканират нещо по-малко от газов гигант.
Най- JWST, с модерните си инфрачервени инструменти ще изследва светлината, преминаваща през атмосферата на екзопланета, ще я раздели на спектър на дъгата и след това ще изведе състава на атмосферата въз основа на това кои светлинни части липсват. За тези наблюдения екипът на проекта избра WASP-79b, екзопланета с размер на Юпитер, която орбитира звезда в съзвездието Еридан, приблизително на 780 светлинни години от Земята.
Екипът очаква да открие и измери изобилието на вода, въглероден оксид и въглероден диоксид в WASP-79b, но също така се надява да открие молекули, които все още не са открити в атмосферата на екзопланета. За второто си наблюдение екипът ще наблюдава „горещ Юпитер“, известен като WASP-43b, планета, която орбитира звездата си с период по-малък от 20 часа.
Подобно на всички екзопланети, които орбитират близо до своите звезди, и този газов гигант е с фиксирано заключение - където едната страна винаги е обърната към звездата. Когато планетата е пред звездата, астрономите могат да виждат само по-хладната й задна част; но докато орбитира, горещият страничен ден бавно влиза в полезрението. Наблюдавайки тази планета за цялата си орбита, астрономите ще могат да наблюдават тези вариации (известни като фазова крива) и да използват данните за картографиране на температурата, облаците и атмосферната химия на планетата.
Тези данни ще им позволят да извадят атмосферата на различни дълбочини и да получат по-пълна картина на вътрешната структура на планетата. Както Бийн посочи:
„Вече видяхме драматични и неочаквани вариации за тази планета с Хъбъл и Спицер. С Webb ще разкрием тези варианти със значително по-големи подробности, за да разберем физическите процеси, които са отговорни. “
За третото си наблюдение екипът ще се опитва директно да наблюдава преминаваща планета. Това е много предизвикателно, тъй като светлината на звездата е много по-ярка и следователно засенчва слабата светлина, която се отразява извън атмосферата на планетата. Един от методите за справяне с това е да се измери светлината, идваща от звезда, когато планетата е видима, и отново, когато тя изчезне зад звездата.
Сравнявайки двете измервания, астрономите могат да изчислят колко светлина идва само от планетата. Тази техника работи най-добре за много горещи планети, които светят ярко в инфрачервена светлина, поради което за това наблюдение са избрали WASP-18b - горещ Юпитер, който достига температури от около 2900 K (2627 ° C; 4 800 ° F). В този процес те се надяват да определят състава на задушаващата стратосфера на планетата.
В крайна сметка тези наблюдения ще помогнат за тестване на способностите на JWST и калибриране на неговите инструменти. Крайната цел ще бъде да се изследват атмосферите на потенциално обитаеми екзопланети, които в този случай ще включват скалисти (известни още като "земноподобни") планети, които обикалят с орбита с ниска маса, по-тъмни червени звезди джуджета. Освен че са най-разпространената звезда в нашата галактика, червените джуджета също се считат за най-вероятното място за намиране на планети, подобни на Земята.
Както Кевин Стивънсън, изследовател от Научния институт за космически телескопи и главен изследовател по проекта, обясни:
„TESS трябва да открие около десетина планети, които обикалят около орбитата в обитаемите зони на червени джуджета, някои от които всъщност могат да бъдат обитаеми. Искаме да научим дали тези планети имат атмосфера и Webb ще бъде този, който ще ни каже. Резултатите ще изминат дълъг път към отговора на въпроса дали условията, благоприятни за живота, са често срещани в нашата галактика. “
Най- Космически телескоп Джеймс Уеб ще бъде водещата световна космическа научна обсерватория веднъж разгърната и ще помогне на астрономите да разрешават мистерии в нашата Слънчева система, да изучават екзопланети и да наблюдават най-ранните периоди на Вселената, за да определят как еволюирала нейната мащабна структура във времето. Поради тази причина е разбираемо защо НАСА моли астрономическата общност да бъде търпелива, докато не са сигурни, че ще се разгърне успешно.
Когато изплащането не е нищо друго освен революционни открития, е справедливо, че сме готови да чакаме. Междувременно, не забравяйте да разгледате това видео за това как учените изучават екзопланетните атмосфери с любезното съдействие на Научния институт за космически телескопи:
