NASA publikuje najlepsze zdjęcie naszego wszechświata, jakie kiedykolwiek widzieliśmy, zrobione z teleskopu Jamesa Webba

Nasz czas na Ziemi może być ograniczony, ale nasza ciekawość zawsze bierze górę, pomimo naszej śmiertelności. Pragnienie zbadania tego, co leży poza tą małą skałą, którą nazywamy domem, jest zawsze obecne w ludzkości, a nic nie mówi więcej niż nowy Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST).

Współczesny następca legendarnego teleskopu Hubble’a, JWST, jest zdecydowanie najbardziej zaawansowaną sondą, jaką kiedykolwiek wysłano w kosmos. Jego stworzenie kosztowało 10 miliardów dolarów, a wystrzelono go w kosmos dopiero w grudniu ubiegłego roku. Dziś dał nam swój pierwszy obraz, zaznaczając historyczny moment w przestrzeni i czasie.

We współpracy z prezydentem USA Joe Bidenem, NASA ujawniła pierwsze z serii zdjęć wykonanych przez Teleskop Jamesa Webba, które pokazują najdalsze zakątki kosmosu w najdrobniejszych szczegółach. Są to najwcześniejsze kolorowe zdjęcia wykonane przez JWST i pomogą nam dowiedzieć się więcej o naszym wszechświecie, niż kiedykolwiek wiedzieliśmy.

To, co zobaczysz, to nasz „najgłębszy, najostrzejszy”, ale co ważniejsze, najlepszy widok kosmosu:

SMACS 0723 widziany przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba | NASA

To najdalsza odległość, jaką ludzkość kiedykolwiek przebyła – a dokładnie 4,6 miliarda lat temu. Oznacza to, że część przestrzeni, którą widzisz na tym zdjęciu, ma w rzeczywistości 4,6 miliarda lat i nie ma pojęcia, jak by wyglądała dzisiaj. Dzieje się tak, ponieważ te miejsca są tak astronomicznie odległe, że światło potrzebuje miliardów lat, aby się tu dostać, co pozwala nam (lub teleskopowi) uchwycić obraz.

Zasadniczo JWST cofa się w czasie, podobnie jak jego poprzednik. Hubble był w stanie cofnąć się o 13,4 miliarda lat, kiedy w 2016 roku odkrył sygnaturę fal świetlnych niezwykle jasnej galaktyki. Dla kontekstu, teoria Wielkiego Wybuchu stwierdza, że ​​nasz wszechświat powstał 13,7 miliarda lat temu. 

Patrząc na zdjęcie, o którym mowa, pokazuje on gromadę galaktyk SMACS 0723 taką, jaka pojawiła się 4,6 miliarda lat temu. Jednak najsłabsze widoczne tu smugi światła są znacznie starsze. Ponieważ niektóre galaktyki na zdjęciu są bardzo stare, w rzeczywistości uczestniczą w zjawisku zwanym soczewkowaniem grawitacyjnym.

Mówiąc najprościej, soczewkowanie grawitacyjne występuje, gdy przestrzeń i czas zakrzywiają się wokół pewnych struktur. Powoduje to, że jeszcze bardziej odległe galaktyki powiększają się w wyniku soczewkowania. W ten sposób możemy zobaczyć światło w tle, które jest w rzeczywistości starsze niż światło na pierwszym planie. 

Tak więc galaktyki, planety, gwiazdy i inne struktury, które są tak odległe, że nigdy nie moglibyśmy ich zobaczyć, znalazły się teraz w centrum uwagi po raz pierwszy w historii, co w niektórych przypadkach cofa nas o około 13 miliardów lat. Oznacza to, że widzisz najstarsze zarejestrowane światło w historii wszechświata. I nawet na tym się nie kończy. 

Spoglądamy wstecz na ponad 13 miliardów lat. […] To światło, które widzisz na jednej z tych plamek, podróżuje od ponad 13 miliardów lat. […] Wracamy prawie do początku. 

Administrator NASA Bill Nelson mówi, że JWST cofa się o 13,5 miliarda lat, prawie do samego początku. W przygotowaniu jest więcej zdjęć, które pokażą wszechświat jeszcze starszy, niż wygląda na tym zdjęciu, ale skupią się one bardziej na ukazaniu konkretnych części kosmosu niż na szerszym obrazie. 

Technologia stojąca za magią

Gromada galaktyk SMACS 0723 była już wielokrotnie rejestrowana , ale nigdy z taką dokładnością i szczegółowością. Teleskop Jamesa Webba dostarczył najdokładniejszego jak dotąd obrazu. Ale jak to zrobił teleskop?

Teleskop Jamesa Webba wykorzystuje kamery na podczerwień do przechwytywania fal świetlnych o długości fali niedostępnej dla ludzkiego oka. To pozwala mu analizować obłoki pyłu i gazu – wśród innych anomalii – które zasłaniają całe światło widzialne. Oto jak udało mu się (częściowo) zrobić takie zdjęcie. 

Promieniowanie podczerwone to część widma światła niewidoczna gołym okiem; można go wykryć tylko za pomocą specjalnego sprzętu. I tak się składa, że ​​w podczerwieni kryje się jakaś naprawdę interesująca nauka. 

Struktury pokazane na powyższym obrazku są tak stare, że zakrzywiają przestrzeń i czas wokół siebie, jak wspomniano wcześniej. Dodaj do tego ciągłą ekspansję naszego wszechświata, a zrozumiesz, że czas potrzebny na dotarcie do nas światła, dosłownie zmienionego przez rzeczywistość, wydłuży się jeszcze bardziej. Tak więc, zanim je zobaczymy, światło rozszerzyło się na widmo podczerwieni.

I tu właśnie do gry wkracza zaawansowany system kamer JWST o nazwie „NIRCam” (kamera bliskiej podczerwieni). NIRCam wykorzystuje zestaw specjalnych soczewek, pryzmatów i filtrów (nawet pozłacanych luster) do odczytu światła, które znajduje się w podczerwonej części widma, rejestrując dane, które są później zliczane przez ludzi na Ziemi. 

Segmenty lustrzane JSWT powlekane, aby pomóc w przechwytywaniu światła podczerwonego | Wiadomości NBC

To, co ostatecznie przechwytuje JWST, nie jest dokładnie reprezentatywne, więc utalentowani naukowcy ciężko pracują, aby podzielić informacje na obraz, który dokładnie przedstawia tę część przestrzeni. Obraz, na który patrzysz, jest w rzeczywistości złożeniem kilku różnych obrazów wykonanych przez JWST przy różnych długościach fal, które są ręcznie przyciemniane. 

Cały proces nagrywania trwał około 12,5 godziny (tak przy okazji, to normalny zegar Ziemi) – zadanie, którego wykonanie zajęło Hubble’owi kilka tygodni. Już samo to powinno dać wyobrażenie o bezprecedensowych przełomach technologicznych dokonanych przez teleskop Jamesa Webba. I pomyśl, że to dopiero początek. 

NASA wyda pełny zestaw pierwszych pełnokolorowych obrazów JSWT za kilka godzin, a my zaktualizujemy artykuł, gdy to zrobią. Można jednak śmiało powiedzieć, że ten obraz był zdecydowanie najjaśniejszy, dlatego ogłoszono go dzień wcześniej. 

Podobne zdjęcia przedstawiają kamienie milowe ludzkości. Zaledwie trzy lata temu widzieliśmy pierwszy w historii obraz czarnej dziury, który na zawsze zmienił bieg nauki o kosmosie, przybliżając nas o krok do zrozumienia, co się za nią kryje. Dzięki teleskopowi Jamesa Webba NASA ma wiele do zaoferowania; odkrywanie tajemnic wszechświata to tylko jeden wpis na jego liście rzeczy do zrobienia.