Hubbleův dalekohled nahradil JWST

Hubbleův vesmírný dalekohled, společný projekt NASA a ESA, po více než 30leté službě v kosmu završil významný milník. Kalibroval více než 40 „ukazatelů“ prostoru a času, aby pomohl vědcům přesně změřit rychlost rozpínání vesmíru s přesností na 1 %. Byl modernizován a nadále obíhá Zemi ve výšce asi 569 km, ale s jeho další modernizací se nepočítá a štafetu nedávno převzal jeho pokračovatel JWST.

Nejmodernější „vesmírné oko“ zahajuje misi
James Webb Space Telescope nebo-li JWST, je nový vesmírný dalekohled pojmenovaný po šéfovi NASA, který vytvořil program Apollo. Je nejmodernějším (a také nejsložitějším a nejdražším) zařízením svého druhu, který lidstvo vyslalo do hlubin vesmíru, aby zkoumal jeho tajemství. Vesmírný dalekohled optimalizovaný pro infračervené pásmo elektromagnetického spektra (s určitou schopností ve viditelném rozsahu) vynesla do vesmíru raketa Ariane 5 z vesmírného střediska v Kourou ve Francouzské Guyaně 25. prosince 2021. Měl by nahlédnout skrz prašné mraky ke hvězdám tvořícím planetární systémy, jež spojují Mléčnou dráhu s naší sluneční soustavou, a zkoumat první galaxie, které se zformovaly v raném vesmíru.
JWST má velké primární zrcadlo o průměru 6,5 m a sluneční clonu o velikosti tenisového kurtu, které bylo nutné kvůli jejich rozměrům rozložit až ve vesmíru. Až poté, co byla observatoř rozvinuta a po aktivaci systému si v NASA mohli odechnout, že se vše podařilo a miliardy dolarů investované do tohoto projektu nebyly ztraceny (riziko bylo opravdu vysoké).
V současné době je dalekohled na své operační oběžné dráze asi 1,5 mil. km od Země na pozici známé jako Lagrangeův bod 2 (L2). Na počátku května NASA oznámila úspěšné dokončení nastavení a zaostření JWST, které dokumentovala sérií snímků pořízených všemi přístroji, jimiž je dalekohled osazen, a které zachycují celé zorné pole observatoře. Pro tento test dalekohled ukázal část Velkého Magellanova mračna, malé satelitní galaxie Mléčné dráhy a husté pole stovek tisíc hvězd napříč všemi senzory observatoře.

Zobrazovací přístroje Webbova dalekohledu
Primární zobrazovač NIRCam pokrývá infračervený rozsah vlnových délek 0,6 až 5 mikronů. Je vybaven koronografy a bude detekovat světlo z nejstarších hvězd a galaxií v procesu formování, populace hvězd v blízkých galaxiích a také mladých hvězd v objektech Mléčné dráhy a Kuiperova pásu.
Blízký infračervený spektrograf NIRSpec bude analyzovat spektra objektu, z nichž může zjistit jeho fyzikální vlastnosti, včetně teploty, hmotnosti a chemického složení. Strukturu jeho mikrozávěrového pole tvoří několik set tisíc ovladatelných závěrek, které lze otevřít nebo zavřít a vybrat si, které světlo bude odesláno do spektrografu.
Střední infračervený přístroj MIRI má nejen kameru, ale i spektrograf, který vidí světlo ve střední infračervené oblasti elektromagnetického spektra a pokrývá rozsah vlnových délek 5 až 28 mikronů. Citlivé detektory umožní vidět červeně posunuté světlo vzdálených galaxií, nově se tvořících hvězd a slabě viditelných komet i objektů v Kuiperově pásu. Kamera MIRI bude poskytovat širokopásmové zobrazování, spektrograf fyzikální detaily vzdálených objektů.
Specializovaný přístroj FGS/NIRISS má rozsah vlnových délek 0,8 až 5,0 mikronů a disponuje třemi hlavními režimy. Senzor jemného navádění (FGS) je navigátor, který pomáhá nasměrovat dalekohled na naváděcí hvězdy. Umožňuje JWST přesně zamířit a získat vysoce kvalitní snímky. Jeho senzory se nepoužívají pro vědecké zobrazování, ale mohou pořizovat kalibrační snímky k posouzení ostrosti obrazu, ale i k přesnému měření a kalibraci jemných zkreslení a zarovnání mezi snímači přístroje. Blízký infračervený snímač a bezštěrbinový spektrograf (NIRISS) bude sloužit k detekci prvního světla, detekci a charakterizaci exoplanet a spektroskopii jejich tranzitu.

Do nitra černých děr (a dále)
JWST však není jediným pozoruhodným projektem výzkumu vesmíru předsunutýma „očima“ našich teleskopů. Na sklonku minulého roku vynesla raketa Falcon 9 z Kennedyho vesmírného střediska NASA na Floridě Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE). Jde o první rentgenový dalekohled schopný měřit polarizaci (viz obr. 5). Rentgenové záření (vysokoenergetické světelné vlny tvořené elektromagnetickým zářením) je ve vesmíru hojné. Velká část světla, které vidíme v okolním světě, je nepolarizovaná, skládá se z elektrické a magnetické energie bez konkrétního směru, ale polarizované světlo, jehož elektrická a magnetická energie míří jedním směrem, je užitečné, protože může nést informace o magnetických polích a chemickém složení hmoty, se kterou interaguje.
Nový IXPE se bude dívat na energeticky nejaktivnější objekty naší galaxie a nahlédne do černých děr i neutronových hvězd. Vědci si od něj slibují, že pomůže odpovědět na otázky, jako je to, co je uvnitř černé díry a jak se mohou pulsary rozsvítit. IXPE má tři dalekohledy, z nichž každý je vybaven sadou zrcadel a detektorem, který je schopen sledovat a měřit čtyři vlastnosti světla: jeho směr, čas příchodu, energii a polarizaci. Data o příchozích rentgenových paprscích ze všech detektorů se spojí a vytvoří obraz.
V příštích dvou letech má IXPE pozorovat více než 50 nejvíce energetických známých objektů ve vesmíru, neutronových hvězd a systémů černých děr v naší galaxii i mimo ni, včetně supermasivní černé díry uprostřed Mléčné dráhy. Všechny tyto objekty vyzařují rentgenové záření a měření polarizace umožní teleskopu je podrobně prozkoumat. Pomůže tak při výzkumu černých děr, které tvoří asi 40 % temné hmoty ve vesmíru (teprve nedávno se astronomům podařilo jednu vyfotografovat). Mohl by např. poskytnout nové informace o tom, proč se černé díry točí, a odhalit více o struktuře a chování astronomických objektů, jako je slavná Krabí mlhovina, rychle rotující neutronová hvězda. S rentgenovou polarizací je také možné zmapovat vnitřní okraj černé díry měřením jejího momentu hybnosti nebo rotace.
„Existují jen tři skutečnosti, které vypovídají o vlastnostech černé díry a které lze změřit: její hmotnost, rotace a náboj. Schopnost IXPE poskytnout nový způsob měření rotace a možná i kontroly, zda v ní nedošlo po dostatečně dlouhou dobu k nějakým změnám, může přinést cenné poznatky. Vzhledem k tomu, že supermasivní černé díry a neutronové hvězdy jsou pozůstatky hmotných hvězd, které žily rychle a zemřely mladé, by mohlo poskytnout i pohled na to, jak se galaxie vyvíjejí," říká Gregory Sivakoff, docent na univerzitě v Albertě.

Petr Přibyl
Foto: NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez, J. Olmsted (STScI)

Publikováno: 13. 7. 2022 | Počet zobrazení: 273 67