Webb begynder jagten på de første stjerner og beboelige verdener

De første fantastiske billeder fra James Webb-rumteleskopet blev afsløret i denne uge, men dets rejse for kosmisk opdagelse er kun lige begyndt.

Her er et kig på to tidlige projekter, der vil drage fordel af det kredsende observatoriums kraftfulde instrumenter.

De første stjerner og galakser

Et af teleskopets store løfter er dets evne til at studere den tidligste fase af den kosmiske historie, kort efter Big Bang for 13,8 milliarder år siden.

Jo fjernere objekter er fra os, jo længere tid tager det for deres lys at nå os, og at se tilbage ind i det fjerne univers er at se tilbage i den dybe fortid.

"Vi vil se tilbage på det tidligste tidspunkt for at se de første galakser, der blev dannet i universets historie," forklarede Space Telescope Science Institute-astronom Dan Coe, som er specialiseret i det tidlige univers.

Astronomer er indtil videre gået 97 procent tilbage af vejen tilbage til Big Bang, men "vi ser bare disse små røde pletter, når vi ser på disse galakser, der er så langt væk."

"Med Webb vil vi endelig være i stand til at se inde i disse galakser og se, hvad de er lavet af."

Mens nutidens galakser er formet som spiraler eller elliptiske, var de tidligste byggesten "klumpede og uregelmæssige", og Webb burde afsløre ældre rødere stjerner i dem, mere som vores sol, der var usynlige for Hubble-rumteleskopet.

Coe har to Webb-projekter på vej - at observere en af ​​de fjerneste galakser kendt, MACS0647-JD, som han fandt i 2013, og Earendel, den fjerneste stjerne, der nogensinde er blevet opdaget, som blev fundet i marts i år.

Mens offentligheden er blevet lokket af Webbs fantastiske billeder, som er optaget i infrarødt, fordi lyset fra det fjerne kosmos har strakt sig ind i disse bølgelængder, efterhånden som universet udvidede sig, er videnskabsmænd lige så opsatte på spektroskopi.

At analysere lysspektret af et objekt afslører dets egenskaber, herunder temperatur, masse og kemisk sammensætning – effektivt retsmedicinsk videnskab for astronomi.

Videnskaben ved endnu ikke, hvordan de tidligste stjerner, som sandsynligvis begyndte at dannes 100 millioner år efter Big Bang, vil se ud.

"Vi ser måske ting, der er meget anderledes," sagde Coe - såkaldte "Population III"-stjerner, der er teoretiseret til at have været meget mere massive end vores egen sol, og "urørte", hvilket betyder, at de udelukkende bestod af brint og helium.

Disse eksploderede til sidst i supernovaer og bidrog til den kosmiske kemiske berigelse, der skabte de stjerner og planeter, vi ser i dag.

Nogle er tvivlsomme om, at disse uberørte Population III-stjerner nogensinde vil blive fundet – men det vil ikke stoppe det astronomiske samfund fra at prøve.

Noen derude?

Astronomer vandt tid på Webb baseret på en konkurrencedygtig udvælgelsesproces, åben for alle, uanset hvor avancerede de er i deres karriere.

Olivia Lim, ph.d.-studerende ved University of Montreal, er kun 25 år gammel. "Jeg var ikke engang født, da folk begyndte at tale om dette teleskop," sagde hun til AFP.

Hendes mål:at observere klippeplaneter på nogenlunde jordstørrelse, der kredser om en stjerne ved navn Trappist-1. De er så tæt på hinanden, at man fra overfladen af ​​den ene kunne se de andre optræde tydeligt på himlen.

"Trappist-1-systemet er unikt," forklarer Lim. "Næsten alle betingelserne der er gunstige for søgen efter liv uden for vores solsystem."

Derudover er tre af Trappist-1's syv planeter i Goldilocks "beboelige zone", hverken for tæt på eller for langt fra deres stjerne, hvilket tillader de rigtige temperaturer for flydende vand at eksistere på deres overflade.

Systemet er "kun" 39 lysår væk – og vi kan se planeterne passere foran deres stjerne.

Dette gør det muligt at observere faldet i lysstyrke, som krydsning af stjernen producerer, og bruge spektroskopi til at udlede planetariske egenskaber.

Det vides endnu ikke, om disse planeter har en atmosfære, men det er, hvad Lim søger at finde ud af. Hvis det er tilfældet, vil lyset, der passerer gennem disse atmosfærer, blive "filtreret" gennem de molekyler, det indeholder, og efterlade signaturer for Webb.

Jackpotten for hende ville være at opdage tilstedeværelsen af ​​vanddamp, kuldioxid og ozon.

Trappist-1 er et så vigtigt mål, at flere andre videnskabshold også har fået tid til at observere dem.

At finde spor af liv der, hvis de findes, vil stadig tage tid, ifølge Lim. Men "alt, hvad vi laver i år, er virkelig vigtige skridt for at nå det ultimative mål." + Udforsk yderligere

NASA frigiver James Webb teleskop 'teaser' billede

© 2022 AFP