Η ατμόσφαιρα του Άρη, ο καιρός στον Δία και η σύνθεση των αστεροειδών: πώς ο Webb μελετά το ηλιακό σύστημα 

Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb σαγηνεύει τον κόσμο με τη βαθύτερη εικόνα του διαστήματος της NASA

παρουσιάζονται ως τα πρώτα αποτελέσματα της εργασίαςσυσκευή. Οι υπέρυθροι αισθητήρες του αστεροσκοπείου μπορούν να κοιτάξουν δισεκατομμύρια χρόνια στο παρελθόν και να αποκαλύψουν τι συνέβη μόλις μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη και πώς σχηματίστηκαν οι πρώτοι γαλαξίες.

Ωστόσο, η έρευνα του Webb δεν το κάνειπεριορίζεται μόνο σε μακρινά αντικείμενα: στους λίγους μήνες από την έναρξη του τηλεσκοπίου, υπήρξαν εικόνες από αστρικά σμήνη, εξωπλανήτες, ακόμη και αρκετά αντικείμενα του πλησιέστερου διαστήματος - του ηλιακού μας συστήματος.

Οι ώρες του διαστημικού παρατηρητηρίου προγραμματίζονται ανά λεπτό, οπότε γιατί ξοδεύεται σε αυτό που μπορεί να δει κανείς σε ένα κανονικό οικιακό τηλεσκόπιο.

Βλέπει τι χάνουν οι άλλοι

Βασικό πλεονέκτημα ενός διαστημικού τηλεσκοπίουΤο "James Webb" είναι ότι λειτουργεί με φως στην περιοχή κοντινού και μεσαίου υπέρυθρου. Πρώτα απ 'όλα, αυτό είναι απαραίτητο για τη μελέτη του πρώιμου Σύμπαντος: λόγω της κόκκινης μετατόπισης, το ορατό φως από μακρινούς γαλαξίες μετατοπίζεται προς την υπέρυθρη περιοχή. 

Αν και αυτό το χαρακτηριστικό δεν προορίζεται άμεσαγια τη μελέτη του ηλιακού συστήματος, αλλά και εδώ ήταν χρήσιμο. Το διαστημικό τηλεσκόπιο καταγράφει φως με μήκη κύματος από 0,6 έως 28,5 μικρά και λαμβάνονται εικόνες με υψηλή φασματική ανάλυση. 

Εδώ είναι μερικοί πιθανοί στόχοι που μπορεί να μελετήσει ένα τηλεσκόπιο.

  • Πλανήτες και δορυφόροι.Πολλά σημαντικά μόρια, συμπεριλαμβανομένων αυτών πουχρησιμεύουν ως σημαντικό μήνυμα για την ύπαρξη ζωής. Αφήνουν ίχνη στο φάσμα που μελετά ο James Webb. Για παράδειγμα, μπορεί να προσδιορίσει με ακρίβεια την περιεκτικότητα σε νερό, βαρύ νερό (HDO), διοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του άνθρακα, θείο και μεθάνιο στην ατμόσφαιρα ή στην επιφάνεια.
  • Ζώνη Κάιπερ.Το διαστημικό τηλεσκόπιο μπορεί να συλλέξει δεδομέναφάσμα εγγύς υπέρυθρο και φωτομετρία μεσαίου υπέρυθρου (albedo) για οποιονδήποτε γνωστό αστεροειδή της Ζώνης Kuiper. Και αυτά τα δεδομένα, μαζί με άλλες παρατηρήσεις, βοηθούν στον προσδιορισμό της σύνθεσής τους και στην απάντηση στο ερώτημα πώς σχηματίστηκε το ηλιακό σύστημα.
  • Ατμόσφαιρες.Τα χαρακτηριστικά του τηλεσκοπίου σας επιτρέπουν να παρακολουθείτεο καιρός σε όλους τους πλανήτες που βρίσκονται πιο μακριά από τη Γη από τον Ήλιο. Καθ' όλη τη διάρκεια της αποστολής, για τρεις μήνες δύο φορές το χρόνο, το τηλεσκόπιο θα συλλέγει πληροφορίες για το τι συμβαίνει στις ατμόσφαιρες των πλανητών και των δορυφόρων.

Εξερεύνηση του Άρη

Η παρουσία νερού και ζωής στον Κόκκινο Πλανήτη τώρα καιστο παρελθόν είναι μια από τις κινητήριες δυνάμεις όλης της εξερεύνησης του Άρη. Ο Webb θα βοηθήσει στη συμπλήρωση και τη βελτίωση της έρευνας που διεξάγεται από ρόβερ, προσγειωμένους και τροχιακούς σταθμούς.

Μελετώντας το φάσμα του φωτός που διέρχεται από την ατμόσφαιραπλανήτη και αντανακλάται από την επιφάνεια, οι ερευνητές σχεδιάζουν να αναζητήσουν σημάδια του ταραγμένου υδάτινου παρελθόντος του Κόκκινου Πλανήτη και τι άλλαξε τη σταθερότητα της ατμόσφαιράς του. Επιπλέον, οι γεωλόγοι μπορούν να χρησιμοποιήσουν το τηλεσκόπιο για να μελετήσουν το σχηματισμό και την εξέλιξη παγκόσμιων καταιγίδων σκόνης και συστημάτων νεφών πάνω από αδρανοποιημένα ηφαίστεια.

Τι συνέβη με τον Κόκκινο Πλανήτη και τη Γηγια να επαναλάβει την ιστορία του, ίσως θα είναι δυνατή η απάντηση σε αυτές τις ερωτήσεις με τη βοήθεια ενός τηλεσκοπίου. Τουλάχιστον η πρώτη εικόνα επιβεβαιώνει την ικανότητα του Webb να μελετά τον Άρη.

Παρατηρήσεις από το τηλεσκόπιο James Webb στον Άρη. Εικόνα: NASA/ESA/CSA/STScI και ομάδα Mars JWST/GTO

εξωτερικοί πλανήτες

Ο "Τζέιμς Γουέμπ" μπορεί να κοιτάξει τα πάνταβρίσκεται σε γωνία μεγαλύτερη από 85° από τον Ήλιο από το σημείο Lagrange 2 (L2). Αυτό σημαίνει ότι όλοι οι πλανήτες είναι προσβάσιμοι σε αυτόν, ξεκινώντας από τον Άρη, τη ζώνη των αστεροειδών, τους γίγαντες αερίων και τα αντικείμενα της ζώνης Kuiper. Ένας άλλος περιορισμός που σχετίζεται με τη σχεδίαση του τηλεσκοπίου περιορίζει τις δυνατότητες παρατήρησης σε 135° μοίρες από τον Ήλιο. 

Οι περιορισμοί του οπτικού πεδίου είναι θεμελιώδειςσυνέπεια της θερμικής σχεδίασης του παρατηρητηρίου και του αλεξήλιο, που κρατά το τηλεσκόπιο και τα όργανα δροσερά. Αυτό σημαίνει ότι είναι αδύνατο να παρατηρήσουμε τον Ήλιο, τη Γη, τη Σελήνη, τον Ερμή και την Αφροδίτη και τους κομήτες που κινούνται στο φόντο του Ήλιου.

Ωστόσο, ο χώρος που απομένει είναι αρκετός γιαπαρατηρήσεις εξωτερικών πλανητών που βρίσκονται έξω από τη ζώνη των αστεροειδών (τουλάχιστον για κάποιο χρονικό διάστημα). Μελετώντας τα, το διαστημικό τηλεσκόπιο μπορεί να δείξει πώς αλλάζει ο εποχιακός καιρός στα φεγγάρια του Δία ή του Κρόνου. 

Χρησιμοποιώντας υπέρυθρη φασματομετρίαΟ «Webb» μπορεί να μελετήσει τις ατμόσφαιρες των γιγάντων αερίων σε διάφορα βάθη και να φτιάξει χάρτες κυκλώνων και νεφών. Επιπλέον, το τηλεσκόπιο μπορεί να δείξει με ρεκόρ λεπτομέρειας πώς σχηματίζονται και αναπτύσσονται οι καταιγίδες. 

Ιδιαίτερο ενδιαφέρον έχει ο Τιτάνας, ο μοναδικόςένας κόσμος στο ηλιακό σύστημα που έχει υγρές θάλασσες και λίμνες στην επιφάνειά του. Δεν είναι γεμάτα με νερό, αλλά με μεθάνιο, τόσο πιο ενδιαφέρον είναι να καταλάβουμε πώς οι εποχές και οι κύκλοι βροχής στον Τιτάνα διαφέρουν από εκείνους στη Γη.

Σε δοκιμαστική λειτουργία, οι ερευνητές μελέτησαν την ατμόσφαιραγίγαντες αερίων στο παράδειγμα του Δία. Οι πρώτες εικόνες έδειξαν τα πολυάριθμα συστήματα δίνης που υπάρχουν στον πλανήτη εκτός από την τεράστια καταιγίδα που ονομάζεται Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα.

Φωτογραφία του Δία. Εικόνα: NASA, ESA, CSA, Jupiter ERS Team, Judy Schmidt

Επίσης, οι δυνατότητες του τηλεσκοπίου θα σας επιτρέψουν να φορέσετεένας χάρτης οργανικών μορίων στους δίσκους των γιγάντων του πάγου του ηλιακού συστήματος, του Ουρανού και του Ποσειδώνα. Αντιπροσωπεύουν τους λιγότερο εξερευνημένους πλανήτες. Ο Webb μπορεί να χαρτογραφήσει την ατμοσφαιρική θερμοκρασία και τη χημική δομή τους, καθώς και να προσδιορίσει τις θεμελιώδεις διαφορές τους από τους γίγαντες αερίων Δία και Κρόνο.

Ως οι ιδέες των ανθρώπων για το διάστημα καιη απεραντοσύνη του μεγάλωσε, το ηλιακό σύστημα άρχισε να γίνεται αντιληπτό ως στενό και καλά μελετημένο. Στην πραγματικότητα, αυτό δεν είναι απολύτως αλήθεια. Ακόμη και στο πλανητικό μας σύστημα υπάρχουν πολλά μυστήρια, οι απαντήσεις στα οποία δεν έχουν βρεθεί ακόμη. 

Η μελέτη των πλανητικών συστημάτων και η προέλευση της ζωήςείναι ένας από τους κύριους στόχους του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb. Η εστίαση του Webb στο υπέρυθρο φως δίνει στους αστρονόμους τη δυνατότητα να μελετήσουν χαρακτηριστικά σε πλανητικές επιφάνειες και ατμόσφαιρες που δεν μπορούσαν να δουν στο ορατό φως. Και το ηλιακό σύστημα δεν αποτελεί εξαίρεση.

Επιπλέον, το τηλεσκόπιο έχει ένα μοναδικότην ικανότητα να γυρίζει 90° σε λιγότερο από μία ώρα, που σημαίνει ότι αν εμφανιστεί ξαφνικά ένας νέος στόχος, όπως ένας κομήτης που συγκρούεται με τον Δία, το τηλεσκόπιο θα είναι έτοιμο να εξετάσει όλες τις λεπτομέρειες.

Διαβάστε περισσότερα:

Μυστηριώδες «μπλε γκού» στον βυθό της θάλασσας μπερδεύει τους επιστήμονες

Αναπτύχθηκε γεννήτρια για αιολικά πάρκα χωρίς ακριβούς μαγνήτες

Δείτε ένα φαινόμενο που είναι απλά αδύνατο στον Άρη