Co umí Webbův vesmírný dalekohled?
Webbův dalekohled sleduje vesmír především v infračerveném záření. Zachycuje světlo dávných galaxií i slabé stopy molekul v atmosférách planet. Není ale přístrojem, který by jediným snímkem rozhodl všechny otázky o vzniku kosmu nebo o životě mimo Zemi.
© / kredit: ESA/ATG medialab · Zdroj · · CC BY 4.0 · Úpravy: zmenšení, doplnění rámečku a kreditu.
Kde Webb pracuje
James Webb Space Telescope, zkráceně JWST, je projekt NASA, ESA a Kanadské kosmické agentury. Odstartoval 25. prosince 2021. Jeho hlavní zrcadlo má přibližně 6,5 metru a skládá se z 18 segmentů.
Na rozdíl od Hubbleova dalekohledu neobíhá těsně kolem Země. Pohybuje se kolem Slunce v okolí druhého libračního bodu soustavy Slunce–Země, označovaného L2, přibližně 1,5 milionu kilometrů od Země. Není nehybně zaparkovaný přímo v tomto bodě.
Vzájemná poloha Slunce, Země a oblasti bodu L2, který leží přibližně 1,5 milionu kilometrů od Země na straně odvrácené od Slunce. Webb obíhá Slunce na prostorové halo dráze v okolí L2; elipsa ji zde pouze symbolizuje. Velikosti, vzdálenosti a projekce dráhy nejsou v měřítku.
© / kredit: Kosmologické novinky · Zdroj · Odborný podklad · CC BY 4.0 · Úpravy: vlastní schéma.
Proč potřebuje infračervené záření a chlad
Světlo vzdálených galaxií se při rozpínání vesmíru posouvá k delším vlnovým délkám. Část záření, které bylo vyzářeno jako ultrafialové či viditelné světlo, k nám proto dorazí v infračerveném oboru. Webb tak pomáhá zkoumat mladé galaxie v raném vesmíru.
Infračervené záření je důležité také pro studium prachu a některých molekul. Samotný teplý dalekohled by ale v tomto oboru rušil měření vlastním zářením. Rozměrný vícevrstvý sluneční štít proto odděluje chladnou pozorovací část od tepla Slunce, Země a Měsíce.
Co změří kamera a co spektrum
Kamera ukáže rozložení jasnosti na obloze. Spektrograf rozloží světlo podle vlnových délek a dovolí hledat charakteristické stopy atomů či molekul, určit rudý posuv nebo zkoumat pohyb plynu.
Rozdíl je podstatný u vzdálených galaxií. Objekt může podle barev vypadat jako velmi raná galaxie, ale jiný typ zdroje jej někdy dokáže napodobit. Spektrum proto může původní odhad vzdálenosti potvrdit, zpřesnit nebo změnit. Samotná červená barva není jednoznačným měřením stáří.
Konkrétní příklad: atmosféra WASP-39 b
V roce 2022 Webb získal přesvědčivý spektrální důkaz oxidu uhličitého v atmosféře exoplanety WASP-39 b. Při přechodu planety před hvězdou prošla část hvězdného světla její atmosférou. Molekuly v ní pohltily vybrané vlnové délky a zanechaly ve spektru rozpoznatelnou stopu.
Jde o horkou plynnou obří planetu. Zjištění oxidu uhličitého zde není důkazem života; pomáhá především zkoumat chemické složení atmosféry a vznik planet. Webb tedy nepořídil detailní fotografii jejího povrchu.
Co znamenají překvapivě jasné rané galaxie
Pozorování raných galaxií pomáhají ověřovat, jak rychle vznikaly hvězdy a jak rostly galaxie či jejich centrální černé díry. Nečekaně jasný objekt ale nemusí mít automaticky nečekaně velkou hmotnost. Odhad závisí například na hvězdné populaci, prachu a případném záření aktivního jádra.
Takové výsledky jsou důležitou zkouškou modelů vzniku galaxií. K závěru, že vyvracejí celý kosmologický model nebo velký třesk, by bylo potřeba mnohem víc než několik neobvyklých objektů.
Zdroje a další čtení
NASA: Oxid uhličitý v atmosféře WASP-39 b, výsledek z roku 2022
Proč je to zajímavé právě pro vás?
U nové zprávy z Webbu se vyplatí rozlišovat snímek, spektrální měření a výklad výsledku pomocí modelu. Všechny tři kroky jsou cenné, ale každý odpovídá na jinou otázku a každý má svou nejistotu.
Našli jste chybu nebo nepřesnost? Napište redakci. (redakce@kosmonovinky.cz)