James Webb Telescope vil studere vores solsystemers havverdener

NASAs James Webb-rumteleskop vil bruge sine infrarøde evner til at studere "havverdenene" af Jupiters måne Europa og Saturns måne Enceladus, tilføjelse til observationer tidligere foretaget af NASAs Galileo og Cassini orbitere. Webb-teleskopets observationer kan også hjælpe med at guide fremtidige missioner til de iskolde måner.

Europa og Enceladus er på Webb-teleskopets liste over mål valgt af garanterede tidsobservatører, videnskabsmænd, der var med til at udvikle teleskopet og dermed kom til at være blandt de første, der brugte det til at observere universet. Et af teleskopets videnskabelige mål er at studere planeter, der kan hjælpe med at kaste lys over livets oprindelse, men dette betyder ikke kun exoplaneter; Webb vil også hjælpe med at opklare de mysterier, der stadig holdes af objekter i vores eget solsystem (fra Mars og udad).

Geronimo Villanueva, en planetarisk videnskabsmand ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, er den ledende videnskabsmand på Webb-teleskopets observation af Europa og Enceladus. Hans team er en del af en større indsats for at studere vores solsystem med teleskopet, ledet af astronomen Heidi Hammel, executive vice president for Association of Universities for Research in Astronomy (AURA). NASA valgte Hammel som en tværfaglig videnskabsmand for Webb i 2002.

Af særlig interesse for forskerne er vandfanerne, der bryder overfladen af ​​Enceladus og Europa, og som indeholder en blanding af vanddamp og simple organiske kemikalier. NASAs Cassini-Huygens og Galileo missioner, og NASAs Hubble-rumteleskop, tidligere indsamlet beviser på, at disse jetfly er resultatet af geologiske processer, der opvarmer store underjordiske oceaner. "Vi valgte disse to måner på grund af deres potentiale til at udvise kemiske signaturer af astrobiologisk interesse, sagde Hammel.

Villanueva og hans team planlægger at bruge Webbs nær-infrarøde kamera (NIRCam) til at tage billeder i høj opløsning af Europa, som de vil bruge til at studere dens overflade og til at søge efter varme overfladeområder, der indikerer faneaktivitet og aktive geologiske processer. Når de først har fundet en fane, de vil bruge Webbs nær-infrarøde spektrograf (NIRSpec) og mid-infrarøde instrument (MIRI) til spektroskopisk at analysere fanens sammensætning.

Webb-teleskopets observationer kan være særligt sigende for fanerne på Europa, hvis sammensætning stort set forbliver et mysterium. "Er de lavet af vandis? Frigives der varm vanddamp? Hvad er temperaturen i de aktive områder og det udsendte vand?" spurgte Villanueva. "Webb-teleskopets målinger vil give os mulighed for at løse disse spørgsmål med hidtil uset nøjagtighed og præcision."

For Enceladus, Villanueva forklarede, at fordi månen er næsten 10 gange mindre end Europa set fra Webb-teleskopet, højopløsningsbilleder af dens overflade vil ikke være mulige. Imidlertid, teleskopet kan stadig analysere den molekylære sammensætning af Enceladus' faner og udføre en bred analyse af dens overfladetræk. Meget af månens terræn er allerede blevet kortlagt af NASAs Cassini orbiter, som har brugt omkring 13 år på at studere Saturn og dens satellitter.

Villanueva advarede om, at mens han og hans team planlægger at bruge NIRSpec til at søge efter organiske signaturer (såsom metan, methanol, og ethan) i begge månernes faner, der er ingen garanti for, at holdet vil være i stand til at time Webb-teleskopets observationer for at fange en af ​​de intermitterende emissioner, ej heller at emissionerne vil have en væsentlig organisk sammensætning. "Vi forventer kun påvisninger, hvis fanerne er særligt aktive, og hvis de er organiske, " sagde Villanueva.

Beviser på liv i fanerne kunne vise sig at være endnu mere uhåndgribelige. Villanueva forklarede, at mens kemisk uligevægt i fanerne (en uventet overflod eller mangel på visse kemikalier) kunne være et tegn på de naturlige processer i mikrobielt liv, det kan også være forårsaget af naturlige geologiske processer.

Mens Webb-teleskopet måske ikke er i stand til konkret at svare på, om månernes underjordiske oceaner indeholder liv, Villanueva sagde, at det vil være i stand til at udpege og bedre karakterisere aktive områder af månerne, der kunne fortjene yderligere undersøgelse. Fremtidige missioner, såsom NASAs Europa Clipper, hvis primære formål er at afgøre, om Europa er beboeligt, kunne bruge Webbs data til at finpudse de bedste steder til observation.

James Webb-rumteleskopet er det videnskabelige supplement til NASAs Hubble-rumteleskop. Det bliver det kraftigste rumteleskop, der nogensinde er bygget. Webb er et internationalt projekt ledet af NASA med dets partnere, ESA (European Space Agency) og Canadian Space Agency.