Încă de la conceperea proiectului, oamenii de știință au așteptat cu nerăbdare ziua în care Telescopul spațial James Webb (JWST) va duce în spațiu. Ca succesor planificat la Hubble, JWST își va folosi capacitățile de imagistică infraroșie puternică pentru a studia unele dintre cele mai îndepărtate obiecte din Univers (cum ar fi formarea primelor galaxii) și pentru a studia planetele extra-solare în jurul stelelor din apropiere.
Cu toate acestea, s-au făcut multe speculații și se vorbește despre care obiective vor fi primele JWST. Din fericire, în urma recomandărilor Comitetului de alocare a timpului și a unei revizuiri tehnice amănunțite, Institutul de Știință a Telescopului Spațial (STScI) a anunțat recent că a selectat treisprezece programe științifice de „lansare timpurie”, pe care JWST le va petrece primele cinci luni în serviciu studiind .
Ca parte a Programului de știință pentru eliberarea timpurie a directorului JWST (DD-ERS), aceste treispreze de ținte au fost alese printr-un proces riguros de revizuire de la egal la egal. Acesta a fost format din 253 de investigatori din 18 județe și 106 instituții științifice care au ales din peste 100 de propuneri. Fiecare program a fost alocat 500 de ore de observare, odată încheiată perioada de punere în funcțiune de 6 luni.
Așa cum a spus Ken Sembach, directorul Institutului științific al telescopului spațial (STScI), într-o declarație de presă ESA:
“Am fost impresionați de calitatea înaltă a propunerilor primite. Aceste programe nu vor genera doar o știință grozavă, dar vor fi, de asemenea, o resursă unică pentru demonstrarea capacităților de investigare ale acestui observator extraordinar pentru comunitatea științifică din întreaga lume… Ne dorim ca comunitatea de cercetare să fie cât mai productivă din punct de vedere științific, cât mai devreme posibil, motiv pentru care sunt atât de mulțumit că pot dedica aproape 500 de ore de timp discreționar al regizorului acestor observații științifice de lansare timpurie.”
Fiecare program se va baza pe suita de patru instrumente științifice a JWST, care au fost contribuite de NASA, Agenția Spațială Europeană (ESA) și Agenția Spațială Canadiană (CSA). Printre acestea se numără Spectrograful aproape infraroșu (NIRSpec) și Instrumentul cu infraroșu mediu (MIRI) dezvoltat de ESA, precum și camera cu infraroșu aproape (NIRCam) dezvoltată de NASA și STScI și imaginea de aproape infraroșu și Spectrograf slitless (NIRISS) dezvoltat de CSA.
Treisprezece programe selectate includ „Prin sticla cu aspect”, care se va baza pe experiența utilizată de comunitatea astronomică Hubble să efectueze spectroscopie fără slit și sondaje anterioare pentru a strânge date despre formarea galaxiei și mediul intergalactic, de la cele mai vechi epoci ale Universului până în zilele noastre. Investigatorul principal (PI) pentru acest program este Tommaso Treu de la Universitatea din California, Los Angeles.
Un alt program este programul „Science Cos Evolution Early Release Science” (CEERS), care va efectua observații suprapuse pentru a crea un sondaj extragalactic coordonat. Acest sondaj este destinat să permită astronomilor să vadă prima lumină vizibilă a Universului (aproximativ 240.000 - 300.000 de ani după Big Bang), precum și informații de la Epoch-ul de reionizare (aproximativ 150 milioane la 1 miliard de ani după Big Bang) și perioada în care s-au format primele galaxii. PI pentru acest program este Steven Finkelstein de la Universitatea din Texas din Austin.
Apoi, există Programul de știință pentru lansarea timpurie a comunității Exoplanet în tranziție, care se va baza pe lucrările Hubble, Spitzer, și Kepler telescoape spațiale efectuând sondaje exoplanetare. Ca și predecesorii săi, aceasta va consta în stele de monitorizare a scufundărilor periodice în luminozitate, care sunt cauzate de planetele care trec între ele și observator (de asemenea, fotometria de tranzit).
Cu toate acestea, în comparație cu misiunile anterioare, JWST va putea studia planetele tranzitorii într-un detaliu inedit, ceea ce este de așteptat să dezvăluie volume despre compozițiile, structurile și dinamica lor atmosferică. Acest program, pentru care PI-ul este Imke de Pater de la Universitatea din California Berkeley, este de aceea așteptat să revoluționeze înțelegerea noastră despre planete, formarea planetei și originile vieții.
De asemenea, se concentrează asupra studiului exoplanetelor programul Imagistica de contrast înaltă a exoplanetelor și a sistemelor extraplanetare, care se va concentra pe planete direct imagistice și pe discuri de resturi circumstanțiale. Încă o dată, obiectivul este de a folosi capacitățile îmbunătățite ale JWST pentru a oferi analize detaliate despre structura atmosferică și compozițiile exoplanetelor, precum și proprietățile particulelor de cloud ale discurilor de resturi.
Dar, desigur, nu toate programele sunt dedicate studiului lucrurilor dincolo de sistemul nostru solar, așa cum este demonstrat de programul care se va concentra pe Jupiter și Sistemul Jovian. Adăugarea la cercetările efectuate de către Galileo și Juno misiuni, JWST va folosi suita sa de instrumente pentru a caracteriza și produce hărți ale straturilor de nori ale Jupiterului, vânturilor, compoziției, activității aurorale și structurii temperaturii.
Acest program se va concentra, de asemenea, pe unele dintre cele mai mari luni ale lui Jupiter (de asemenea, „Moile galileene”) și structura inelară a planetei. Datele obținute de JWST vor fi utilizate pentru a produce hărți ale atmosferei și suprafeței vulcanice a lui Io, atmosfera tenuoasă a lui Ganymed, a oferi constrângeri asupra acestor structuri termice și atmosferice ale lunilor și pentru căutarea penelor pe suprafețele lor. După cum a declarat Alvaro Giménez, directorul științei ESA:
„Este interesant să vedem implicarea comunității astronomice în proiectarea și propunerea care vor fi primele programe științifice pentru telescopul spațial James Webb. Webb va revoluționa înțelegerea noastră despre Univers, iar rezultatele care vor ieși din aceste observații timpurii vor marca începutul unei noi aventuri palpitante în astronomie. "
În timpul misiunii sale, care va dura cel puțin cinci ani (excluderea extensiilor), JWST va aborda, de asemenea, multe alte subiecte cheie în astronomia modernă, probând Universul dincolo de limitele a ceea ce Hubble a fost capabil să vadă. De asemenea, se va baza pe observațiile făcute de Hubble, examinând galaxii a căror lumină a fost întinsă în lungimi de undă infraroșie prin extinderea spațiului.
Dincolo de a privi mai departe în timp pentru a grafică evoluția cosmică, Webb va examina, de asemenea, Gurile Negre Supermasive (SMBH) care se află în centrele celor mai masive galaxii - în scopul obținerii unor estimări de masă exacte. Ultimul, dar nu în ultimul rând, Webbwill s-a concentrat pe nașterea de noi stele și planetele lor, inițial concentrându-se pe lumi de dimensiuni Jupiter și apoi mutând focalizarea spre studierea supra-Pământurilor mai mici.
John C. Mather, cercetătorul principal al proiectului pentru JWST și un astrofizician senior la Centrul de zbor spațial Goddard al NASA, a exprimat, de asemenea, entuziasm pentru programele selectate. "Sunt încântat să văd lista celor mai fascinante ținte ale astronomilor pentru telescopul Webb și sunt extrem de dornic să vadă rezultatele", a spus el. „Ne așteptăm pe deplin să fim surprinși de ceea ce găsim.”
Ani de zile, astronomii și cercetătorii au așteptat cu nerăbdare ziua în care JWST începe să strângă și să publice primele observații. Cu atât de multe posibilități și atâta așteptare pentru a fi descoperit, desfășurarea telescopului (care este programată pentru 2019) este un eveniment care nu poate veni destul de curând!
