Телескопът Джеймс Уеб се подготвя за втория цикъл от наблюдения

Телескопът „Джеймс Уеб“ ни зарадва през първата година от своята работа. Освен че направи най-подробните и спиращи дъха снимки на емблематични небесни обекти, обсерваторията насочи инфрачервената си оптика към Марс и Юпитер, получи спектри директно от атмосферата на планетата, блокира светлината от звезда, за да разкрие диска от отломки около нея, и много други. Какво още ще видим?

Вторият цикъл

Научният институт за космически телескопи (STScI) е организация със седалище в Балтимор, Мериленд (САЩ), която отговаря за научното и оперативното управление на космическите телескопи „Хъбъл“ и „Джеймс Уеб“. Представители на този комитет наскоро избраха следните мисии за втората година от експлоатацията на телескопа (Цикъл 2). Предложенията, които получиха времена за наблюдение, бяха избрани от Комитета за разпределение на телескопите (TAC), който се събра през април 2023 г. Най-мащабните предложения бяха разгледани и от Изпълнителния комитет на организацията, който проведе виртуално заседание от 17-ти до 20-ти април.

Трябва да се отбележи, че най-големите предложения могат да получат okolo 75 часа време за наблюдения. Най-малките предложения получиха по 15 часа, а тези, които се считат за „средни“, получиха между 35 и 75 часа.

Едно от тези изследвания се отнася до анализа на екзопланети, които обикалят около малки червени джуджета. Тези обекти, които съставляват около 75% от всички звезди в Млечния път, са склонни към избухване, което повдига въпроси относно дългосрочната способност на екзопланетите да поддържат атмосфера. За да разгадаят тази мистерия, д-р Шубхам Канодия от Института Карнеги във Вашингтон и неговият екип ще разполагат със 132,39 часа, за да определят атмосферите на гигантските скалисти планети около тези звезди.

Професор Бьорн Бенеке и неговият екип от Института за изследване на екзопланети „Тротиер“ (iREx) към Университета в Монреал също получиха време за наблюдение (82 часа), за да могат недвусмислено да идентифицират водните светове и да характеризират състава на техните атмосфери.

Съществуването на тези светове има важни последици за теориите за формирането на планетите. Освен това, със състав, в който преобладават летливи съединения, различни от двойките водород/хелий, те представляват и нов химичен режим на атмосферата, който досега е останал неизследван.

Древните галактики

Една от основните мисии на телескопа „Джеймс Уеб“ ще бъде да изследва епохата на рейонизацията, по време на която неутралният водород е проникнал в междугалактическата среда и е направил Вселената прозрачна. Тази епоха се счита за „последната граница“ на космологичните изследвания, тъй като екстремното червено отместване и наличието на неутрален водород правят невъзможно изучаването на този период във видима светлина.

Затова единственият начин да регистрираме светлината от този период е да я наблюдаваме в инфрачервения диапазон. Наскоро екип, ръководен от Астрономическия институт „Капетин“, използва данни от инструмента MIRI на телескопа „Джеймс Уеб“, за да потвърди окончателно първото откриване на галактики, принадлежащи към този период. През втория цикъл астрономите възнамеряват още повече да разширят границите на тези изследвания.

По-специално, екип, ръководен от Хаким Атек от Астрофизическия институт в Париж, планира да наблюдава галактиките с малка маса, които са се развили няколкостотин милиона години след Големия взрив, за да проучи механизмите на образуване на галактиките – акреция на газ, образуване на звезди и последваща обратна връзка, която потиска образуването на звездите.

Слънчевата система

Част от времето за наблюдение ще бъде посветено и на изучаването на обекти в собствения ни двор. Така например на професор Том Сталард от Университета Нортумбрия са предоставени малко повече от двадесет часа за изучаване на горните слоеве на атмосферата на Юпитер, за да научи повече за загубата на атмосфера при газовите гиганти. Разбирането на начина, по който планетите губят атмосферата си в пространството с течение на времето под въздействието на звездните ветрове (и други фактори), е от съществено значение за характеризирането на екзопланетите и за разбирането на степента на обитаемост във Вселената.

Друга програма, вдъхновена от откриването на Оумуамуа и 2I/Borisova, включва подробното проучване и характеризиране на междузвездните обекти, които ще преминат през нашата Слънчева система в близкото бъдеще. Програмата, ръководена от астронома Карен Мич от Хавайския университет, ще прекара 17,4 часа, използвайки инструмента NIRSpec, за да получи спектрите на няколко такива обекта.

Черните дупки и квазарите

И накрая, времето за наблюдение с телескопа „Джеймс Уеб“ ще бъде посветено и на изучаването на свръхмасивните черни дупки и активните галактически ядра (квазарите), които се образуват от тях. Тези изследвания ще определят ролята на тези обекти в галактическата еволюция. По-специално д-р Джоузеф Хора и неговият екип от Смитсонианската астрофизична обсерватория възнамеряват да се възползват от високата ъглова разделителна способност на телескопа „Джеймс Уеб“, за да окачествят емисиите от Стрелец А* – свръхмасивната черна дупка в нашата галактика.

Друг екип, ръководен от д-р Йошики Мацуока от университета в Ехиме, получи 23 часа, за да наблюдава растежа на тези обекти през ерата на рейонизацията. Тези наблюдения ще бъдат важни за датиране на първата им поява, за определяне на времето, необходимо за достигането на милиони слънчеви маси, и за оценка на това как са повлияли на еволюцията на приемната галактика с течение на времето.

Трябва да се отбележи, че това са само няколко примера. Изследователите са подбрали още много други програми.