Moment istoric in astronomie. Prima imagine a telescopului spațial James Webb.

Conform stiintei actuale, Universul s-a născut în întuneric în urmă cu 13,8 miliarde de ani și, chiar și după ce primele stele și galaxii au luat naștere câteva sute de milioane de ani mai târziu, au rămas tot în întuneric. Lumina lor strălucitoare, întinsă de timp și de cosmosul în expansiune, s-a estompat în infraroșu, făcându-le – și alte indicii ale începuturilor noastre – inaccesibile oricărui ochi și instrument.

Până acum.

Marți, 12 iulie, 2022, telescopul spațial James Webb, cel mai puternic observator spațial construit până acum, a oferit o prezentare spectaculoasă a cosmosului nostru în formare, până acum invizibil. Galaxii străvechi acoperind cerul ca niște bijuterii pe catifea neagră. Stele timpurii care strălucesc din adâncurile norilor cumulus de praf interstelar. Indicii de vapori de apă în atmosfera unei exoplanete îndepărtate.

Suma lor este atât o nouă viziune a universului, cât și o vedere a universului așa cum părea el cândva nou.

Telescopul Webb – succesorul lăudat al NASA al telescopului spațial Hubble, care a fost realizat timp de 30 de ani și a costat aproape 10 miliarde de dolari – este echipat pentru a avea acces la acest tărâm al istoriei cosmice, pentru a studia primele stele și galaxii și pentru a căuta lumi mai apropiate, potențial locuibile. Este o colaborare între NASA, Agenția Spațială Europeană și Agenția Spațială Canadiană.

“Căutăm primele lucruri care au ieșit din Big Bang“, a declarat John Mather, cercetător principal al proiectului telescopului.

PreședinteleSUA, Joe Biden, a oferit o avanpremieră luni după-amiază, 11 iulie, 2022, când a prezentat ceea ce oficialii NASA și astronomii au salutat ca fiind cea mai profundă imagine a cosmosului realizată până acum, o notă care va fi probabil depășită înainte de sfârșitul săptămânii, pe măsură ce mai multe date vor ieși din computerele NASA.

Imaginea, a unui roi stelar îndepărtat numit SMACS 0723, a dezvăluit prezența unor galaxii și mai îndepărtate, împrăștiate pe cer. Lumina acestor galaxii, amplificată până la vizibilitate de câmpul gravitațional al roiului, își are originea în urmă cu mai bine de 13 miliarde de ani.

A privi în spațiu înseamnă a privi în trecut. Lumina călătorește cu o viteză constantă de 186.000 de mile pe secundă, sau aproape șase trilioane de mile pe an, prin vidul spațiului. A observa o stea la 10 ani lumină distanță înseamnă a o vedea așa cum exista în urmă cu 10 ani, când lumina a părăsit suprafața sa. Cu cât o stea sau o galaxie se află mai departe, cu atât este mai veche, ceea ce face ca fiecare telescop să fie un fel de mașină a timpului.

Astronomii susțin că stelele cele mai îndepărtate, cele mai timpurii, ar putea fi diferite de stelele pe care le vedem astăzi. Primele stele erau compuse din hidrogen pur și heliu rămase de la Big Bang și puteau deveni mult mai masive decât soarele – și apoi să se prăbușească rapid și violent în găuri negre supermasive de genul celor care populează acum centrele celor mai multe galaxii.

Noile imagini au fost prezentate în timpul unei ceremonii de o oră la Goddard Space Flight Center, care a fost găzduită de Michelle Thaller, director adjunct al centrului pentru comunicare științifică, cu opriri video în întreaga lume. La câțiva kilometri distanță, la Space Telescope Science Institute din Baltimore, o mulțime debordantă de astronomi a strigat și a strigat, s-a bucurat și s-a bucurat, în timp ce noile imagini apăreau pe ecran – dovada că telescopul lor funcționa chiar mai bine decât se spera.

Un peisaj în infraroșu a arătat Cvintetul lui Stephan, cinci galaxii împachetate improbabil de strâns în constelația Pegasus. Patru dintre ele sunt atât de strâns angajate într-un dans gravitațional încât vor fuziona în cele din urmă. Într-adevăr, imaginea a dezvăluit o bandă de praf care se încălzea în timp ce două dintre galaxii smulgeau stele una de la cealaltă.

O vedere a nebuloasei Southern Ring, rămășițele unei stele explodate, a dezvăluit indicii de molecule complexe de carbon cunoscute sub numele de hidrocarburi aromatice policiclice, sau HAP, care plutesc în mijlocul ei. Astfel de molecule plutesc în derivă prin spațiu, stabilindu-se în nori care apoi dau naștere la noi stele, planete, asteroizi – și la orice formă de viață care ar putea să răsară ulterior.

“Posibil ca formarea HAP-urilor în aceste stele să fie o parte foarte importantă a modului în care a început viața“, a declarat Bruce Balick, profesor emerit de astronomie la Universitatea din Washington. “Sunt uimit“.

Cea mai izbitoare imagine a fost cea a nebuloasei Carina, un nor vast și învolburat de praf care este atât o pepinieră de stele, cât și casa unora dintre cele mai luminoase și explozive stele din Calea Lactee. Văzută în infraroșu, nebuloasa semăna cu o faleză de coastă erodată și impunătoare, presărată cu sute de stele pe care astronomii nu le-au mai văzut niciodată.

“Mi-a luat ceva timp să îmi dau seama ce să numesc în această imagine“, a declarat Amber Straughn, cercetător adjunct al proiectului pentru telescop, în timp ce arăta spre o structură stâncoasă.

Dr. Straughn a adăugat că nu a putut să nu se gândească la scara nebuloasei, plină de stele cu planete proprii.

“Noi, oamenii, suntem cu adevărat conectați la univers“, a spus ea. “Suntem făcuți din același material în acest peisaj“.

Fotografiile și alte date publicate marți au fost selectate de o mică echipă de experți în imagistică și de specialiști în sensibilizarea publicului pentru capacitatea imaginilor de a arăta gama și puterea noului telescop și de a impresiona publicul.

Acestea vor fi urmate în următoarele șase luni de rezultatele studiilor din cadrul programelor științifice Early Release Science Programs ale NASA. Unele rezultate, inclusiv imagini ale unor galaxii chiar mai îndepărtate decât cea prezentată luni de domnul Biden, vor fi disponibile în cursul acestei săptămâni. Joi, 14 iulie, 2022, toate datele colectate în timpul testării telescopului și a instrumentelor sale vor fi disponibile.

Acum că imaginile au fost publicate, “va fi o frenezie de hrănire a astronomilor!“. a scris într-un e-mail Garth Illingworth, cercetător la Universitatea din California, Santa Cruz, și unul dintre inițiatorii programului telescopului în urmă cu patru decenii.

Programele științifice de lansare timpurie, menite să dea startul erei Webb, includ studii ale sistemului solar, galaxiilor, spațiului intergalactic, găurilor negre masive și evoluției stelelor.

Jupiter și miriadele de sateliți intriganți ai acestuia, cum ar fi Europa, ținta unei viitoare misiuni NASA, vor fi unul dintre punctele de interes. Alte două studii vor fi dedicate exoplanetelor, inclusiv sistemului Trappist-1, aflat la doar 40 de ani-lumină distanță, unde șapte planete se învârt în jurul unei stele pitice roșii slabe. Trei dintre aceste planete sunt roci de mărimea Pământului care orbitează în zona locuibilă, unde ar putea exista apă la suprafață.

La fel cum telescopul spațial Hubble a definit astronomia în ultimele trei decenii, NASA se așteaptă ca Webb să definească domeniul pentru o nouă generație de cercetători care așteaptă cu nerăbdare propria lor întâlnire cu cosmosul.

A fost o așteptare îndelungată. Ceea ce a început ca Next Generation Space Telescope (Telescopul spațial de generație următoare) a evoluat într-un telescop în infraroșu capabil să detecteze căldura de la primele stele și galaxii din univers.

Deoarece cosmosul este în expansiune, aceste prime stele și galaxii se îndepărtează atât de repede de Pământ, încât lumina lor este deplasată către lungimi de undă mai lungi și mai roșii, la fel cum sunetul sirenei unei ambulanțe se deplasează către un registru mai grav pe măsură ce trece cu viteză. Lumina de la cele mai îndepărtate și mai timpurii galaxii și stele, cândva albastră, este acum o radiație infraroșie “termică”, invizibilă pentru ochi. La fel este și radiația de la carbon, ozon și alte molecule care prezintă un interes deosebit pentru astrobiologi.

Un comitet de planificare timpurie a ajuns la concluzia că telescopul ar trebui să aibă un diametru de cel puțin patru metri (cel al lui Hubble avea doar 2,4 metri) și să fie foarte sensibil la radiațiile infraroșii, iar costul său ar fi de 1 miliard de dolari. Administratorului NASA, Dan Goldin, i-a plăcut ideea, dar s-a îngrijorat că un telescop de patru metri ar fi prea mic pentru a vedea primele stele, așa că a mărit dimensiunea la opt metri.

Cu toate acestea, dublat în dimensiune, telescopul nu ar mai încăpea la bordul niciunei rachete existente. Asta însemna că oglinda telescopului ar fi trebuit să fie pliabilă, iar acesta ar fi trebuit să se desfășoare singur în spațiu. În cele din urmă, NASA a optat pentru o oglindă de 6,5 metri lățime, cu o putere de colectare a luminii de șapte ori mai mare decât cea a lui Hubble.

În plus, telescopul ar fi trebuit să fie răcit până la minus 380 de grade Fahrenheit pentru a evita ca propria căldură a telescopului să înăbușe emanațiile slabe de la stelele îndepărtate. (Un instrument a trebuit să fie chiar mai rece, minus 447 grade Fahrenheit, doar câteva grade peste zero absolut). Acest lucru a fost realizat prin parcarea permanentă a telescopului în spatele unui parasolar.

Dar toate provocările legate de dezvoltarea și construirea instrumentului au rămas. În 1990, NASA trimisese Hubble pe orbită cu o oglindă deformată; încă înțepenită de acea rușine, agenția a conceput un program de testare lung și costisitor pentru noul telescop. Prețul a ajuns la 8 miliarde de dolari, iar în 2011, Congresul era cât pe ce să anuleze proiectul.

“Webb a devenit furtuna perfectă“, și-a amintit Dr. Dressler. “Cu cât devenea mai scump, cu atât era mai critic ca acesta să nu dea greș, iar acest lucru l-a făcut și mai scump“.

Si totusi, pentru a afla cine suntem și incotro ne indreptam, nimic nu e prea scump.

Sursa: New York Times