Új ablakot nyit a világra a James Webb űrtávcső első tudományos felvétele

Csúcssebességbe kapcsol a NASA december 25-én fellőtt óriási űrtávcsöve, a James Webb, legalábbis ami a felvételek közlését illeti. Azok után, hogy a NASA július 6-án bemutatott egy, az univerzum eddig alig látott mélyéről közölt, de tudományosnak nem mondható képet, július 11-én este Joe Biden amerikai elnök segítségével bemutatták a 11 milliárd dolláros űreszköz első tudományos felvételét is. A NASA, illetve a Fehér Ház sem bírt várni a szenzációval az eredetileg belengetett keddi dátumig. Az akkorra ígért öt felvétel többségét így is csak akkor kapjuk meg, Biden és alelnöke, Kamala Harris egy hatodik képet mutatott be.

Ráadásul egyből egy elég nagy falattal indítottak, ugyanis a James Webb űrtávcső (JWST) első, úgynevezett deep field képét mutatták be, amely nem más, mint egy mélyvizsgálat – óriási felbontásban mutatja meg az űr egy szeletét. Nagyjából akkorát, amennyit egy kinyújtott kézben tartott homokszem lefed az égbolton.

Joe Biden amerikai elnök történelmi pillanatnak nevezte a James Webb űrtávcső első tudományos képének publikálását. Biden szerint a Webb új ablakot nyit a világegyetemre, és most az első kis pillantásunkat tehettük meg ezen az ablakon keresztül.

Magát a képet Bill Nelson, a NASA vezetője ismertette, elmondva, hogy egyetlen aprócska vizsgált területen látható galaxisok sokaságát látjuk a képen. Ezektől a fényforrásoktól nagyjából 13 milliárd évet utazott a fény az űrtávcsőig, de a terv az, hogy ennél is messzebbre lássanak el a később készítendő felvételekkel.

A NASA annyit közölt pluszban, hogy nem ez a mostani kép tekint vissza legtávolabbra, a világegyetem születéséhez legközelebbi időpontba, de ez a legmélyebbre látó és legélesebb infravörös tartományban készült felvétel a világűrről.

A képen a SMACS 0723 galaxishalmaz látszik, ahogy az 4,6 milliárd évvel ezelőtt mutatkozott. A kép elkészítéséhez 12,5 órányi, a NIRCam eszközzel több hullámhosszon készített felvételt raktak össze egybe.

E galaxishalmaz együttes tömege gravitációs lencseként működik, amely felnagyítja a mögötte lévő, sokkal távolabbi galaxisokat. A Webb NIRCamje éles fókuszba helyezte ezeket a távoli galaxisokat – ezek olyan apró, halvány struktúrákat tartalmaznak, amelyeket eddig még soha nem láttak. A kutatók hamarosan többet fognak megtudni a galaxisok tömegéről, koráról, történetéről és összetételéről, mivel a Webb az univerzum legkorábbi galaxisait keresi.

Hasonló képet a Hubble is készített még 1995-ben, ami elég nagyot is szólt. Eredetileg nem túl sokat vártak az azóta Hubble Deep Field (Hubble-mélyvizsgálat) néven ismertté vált felvételtől, de Bob Williams csillagász addig erősködött, hogy 100 órán át irányítsák a távcsövet szó szerint a semmibe, egy teljesen feketének látszó pontba, hogy végül engedjenek neki. A 100 óra végére kiderült, hogy

ott, amit addig üresnek gondoltunk, több ezer galaxis rejtőzött, ezzel Williams igazolta, hogy a korábbi feltevésekhez képest sokkal több galaxis létezik.

A Hubble felvétele alapjaiban írt újra mindent, amit az űrről gondoltunk, a JWST pedig kapásból, elsőre hasonló jellegű képpel jelentkezett.

A NASA már múlt szerdán is bemutatott egy friss képet a Webbtől. Ezt annak a Fine Guidance Sensornak (FGS) az érzékelője készítette, amelynek elsődleges feladata, hogy a tudományos eszközök kameráit rögzítse egy adott csillagra, de ha kell, ő maga is képes felvételeket csinálni. Igaz, mivel azok tudományos szempontból lényegében semmire nem használhatók, általában meg sem szokták őrizni őket.

A hétfőn (magyar idő szerint már kedd hajnalra csúszott át a bejelentésre készülő amerikai elnök elfoglaltságai miatt) bemutatott kép viszont minden szempontból túltesz ezen. Egyrészt, már nem a korábban is látott narancssárgás színben látjuk, hanem mesterségesen átszínezett verzióban, de ami ennél is fontosabb:

ezen a képen az univerzum korábban soha nem látott mélysége vizsgálható meg.

A mesterséges átszínezésre azért van szükség, mert az elmúlt három évtizedben számtalan lélegzetelállító felvételt szállító Hubble űrtávcsővel szemben a James Webb nem a számunkra is látható tartományban, hanem infravörösben vizsgálódik, ezt kell picit fogyaszthatóbbá tenni. Arra, hogy a Hubble és a JWST mennyire másképp látja a világot, érzékletes példa a Teremtés oszlopairól készült két felvétel: balra a látható tartományban, jobbra pedig az infravörösben rögzített módon. (A jobboldali kép még nem a James Webb felvétele, csupán egy modellverzió arra, hogy ez az űreszköz hogyan látná a Teremtés oszlopait.)

A Webb ereje egyébként pont abban rejlik, hogy nem a mi szemünk által látható tartományra hangolták a műszereit, hiszen így minden korábbinál távolabbi és régebbi dolgokat meg tud vizsgálni, sőt a kozmikus poron is átlát, az infravörös hullámok ugyanis nem akadnak fel ezen.

Kedden jön az igazi tűzijáték

Hétfőn csak egy képet mutatott be Biden, kedden viszont a NASA egy egész sorral folytatja majd a nagy James Webb-bemutatót, magyar idő szerint 16.30-tól. Azt már előre elárulta a NASA, hogy a bemutatott képek között mikkel találkozhatunk, és mivel hétfőn ezek közül közöltek egyet, így kedden még négy varázslatos kép vár ránk:

• A Földről csak a déli félgömbről megfigyelhető, tehát Magyarországról egyáltalán nem is látható Éta Carinae-köd, amelynek közepén a Tejútrendszer egyik legnagyobb tömegű és legfényesebb csillaga található. 175 éve a köd mélyén található csillag közel állt saját maga elpusztításához, ám a robbanás végül nem ehhez, hanem a ködön belüli köd létrejöttéhez vezetett.
• A hangzatos NGC 3132 néven ismert, gyűrűszerű, varázslatos formájáról valószínűleg könnyebben beugró planetáris köd.
• A WASP-96b gáz exobolygó, amelynek a légkörét, annak összetételét is meg tudja vizsgálni a JWST hihetetlen, 1150 fényévnyi távolságból is, és mivel egy nagyrészt gázból álló bolygóról beszélünk, van is mit vizsgálni rajta.
• A listán van a Stephan’s Quintet néven ismert, öt halmazból álló galaxiscsoport is, amelyet az 1877-es felfedezése óta gyakorta vizsgáltak, szóval elég sok összehasonlítási alap lesz a Webb képei számára.

A Webb első célpontjainak listáját egyébként ötéves munkával állította össze a NASA, az Európai Űrügynökség, a Kanadai Űrügynökség és a Space Telescope Science Institute szakértőinek bizottsága. Ezeknek a képeknek a bemutatása egyben persze éles határ is; korábban csak a tesztelési folyamatok során készített képeket adott közre a NASA, azokból sem sokat. A mostani képbemutató viszont jelzi, hogy a James Webb Űrteleszkóp új korszakba lép, és végleg megkezdi a tudományos munkáját.

A Naprendszer sem maradhat ki

Bár a teleszkópot távoli galaxisok megfigyelésére építették, képes arra is, hogy a segítségével a tudósok teljesen új módon figyelhessék meg a Naprendszerünket.

„A Webbet egy hihetetlenül nagy teljesítményű eszköznek tervezték, amely a kozmosz széléig, a legtávolabbi galaxisokig, sőt talán még az első csillagok kialakulásáig is el fog látni”

– mondta Heidi Hammel, a csillagászati kutatóegyetemek szövetségének (Association of Universities for Research in Astronomy) alelnöke, a Webben dolgozó interdiszciplináris tudós a Space.com-nak. – „De mivel rendkívüli a teljesítménye, a világegyetemben bárhol bevethető képességekkel bír, így még itt a közvetlen szomszédságunkban, a Naprendszeren belül is használni tudjuk.”

A 14 év késéssel fellőtt, végül csaknem 11 milliárd dollárba kerülő James Webb űrtávcső a Hubble kvázi utódjaként felbecsülhetetlen tudományos munkát végez majd a Földtől 1,5 millió kilométerre található, úgynevezett L2 Lagrange-ponton. A Hubble-től eltérő módon infravörös tartományban kutató JWST a világegyetem legkorábbi korszakait, a galaxis születését, a friss csillagok létrejöttét és az exobolygókat kutatja majd. A JWST jelentőségéről, működéséről és műszereiről itt írtunk részletesen.