Il James Webb Space Telescope della NASA sta per arrivare nella sua nuova casa.
L'osservatorio spaziale più avanzato mai costruito, il James Webb Space Telescope (JWST), arriverà al secondo punto di Lagrange della Terra (L2) alle 2:00 EST di lunedì 24 gennaio 2022. È un posto speciale nello spazio un milione miglia di distanza dalla Terra, dove può tenere il Sole, la Terra e la Luna dietro di sé mentre guarda nel cosmo più in profondità che mai.
E allora?
Webb non dovrebbe iniziare le operazioni scientifiche fino alla fine di quest'anno, probabilmente intorno a maggio o giugno 2022, quando i 18 segmenti di berillio rivestiti in oro del suo specchio caratteristico da 21,5 piedi/6,5 metri saranno allineati e il suo sistema ottico sarà calibrato.
Specializzato nel rilevamento della luce più antica dell'Universo, la parte infrarossa dello spettro, sappiamo che Webb fotograferà le prime galassie, esplorerà i misteri delle origini dell'Universo e immaginirà direttamente gli esopianeti, ma è davvero sul suo compito ufficiale elenco?
Da un lungo elenco di oltre 1100 progetti provenienti da 44 paesi, questi sono alcuni dei progetti più intriganti mai assegnati (8760 ore totali) nel Ciclo 1, il primo anno di osservazioni pianificate di Webb.
Cerca "alba cosmica"
Il primo e più grande progetto del primo anno di Webb sarà COSMOS-Webb, un programma per mappare le prime galassie dell'universo, la cosiddetta "alba cosmica".
È probabile che questo produca dati utilizzati dagli scienziati per decenni. Il suo strumento NIRCam punterà alla stessa area di riferimento del cielo notturno che Hubble aveva catturato in precedenza, ma questa volta dovrebbe rivelare mezzo milione di galassie del vicino infrarosso ancora sconosciute, oltre a 32 galassie del medio infrarosso. infrarossi.
"Poiché copriamo un'area così vasta, possiamo osservare strutture su larga scala all'alba della formazione delle galassie", ha affermato Caitlin Casey, assistente professore presso l'Università del Texas ad Austin e co-direttore di COSMOS.-Webb. programma. "Cercheremo anche alcune delle galassie più rare esistite nei tempi più antichi e mapperemo la distribuzione su larga scala della materia oscura nelle galassie fino a tempi molto antichi".
COSMOS-Webb fa parte del programma Webb Treasury, set di dati considerati così importanti da essere resi pubblici in perpetuo.
Verifica se il sistema TRAPPIST-1 contiene un Earth 2.0
Webb effettuerà presto il primo studio dettagliato nel vicino infrarosso dell'atmosfera di un pianeta nella zona abitabile.
A circa 41 anni luce dalla Terra nella costellazione dell'Acquario, TRAPPIST-1 è una piccola stella nana rossa con sette pianeti delle dimensioni della Terra intorno, il massimo che conosciamo finora. Tre esopianeti sono stati scoperti intorno a TRAPPIST-1 nel 2016 dal Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope (TRAPPIST) in Cile e successivamente dall'ormai in pensione Spitzer Space Telescope della NASA.
Ora tocca a Webb dirci qualcosa che non sappiamo su questi pianeti potenzialmente simili alla Terra, in particolare TRAPPIST-1c, che si dice sia roccioso e simile a Venere.
Durante il primo anno di Webb, ha prodotto materiale per Hot Take on a Cool World: Does Trappist-1c Have an Atmosphere? e sondare il pianeta terrestre TRAPPIST-1c per la presenza di un'atmosfera.
Un altro progetto, il TRAPPIST-1 Atmospheric Survey of Planets, confermerà se i pianeti hanno atmosfere.
Svela i misteri della formazione stellare
Come si formano le stelle e gli ammassi stellari? Potresti pensare che gli astronomi dovrebbero già saperlo, ma gran parte dell'universo è oscurato da gas e polvere.
Cue Webb, che sarà in grado di vedere tutto grazie alla sua sensibilità agli infrarossi. Quindi, in un altro degli studi di Webb Treasure, un team di ricerca internazionale studierà le stelle, gli ammassi stellari e la polvere trovati in 19 galassie vicine.
Questo è il sondaggio PHANGS (Physics at High Angular Resolution in Near GalaxieS) e riunisce più di 100 esperti internazionali per studiare la formazione stellare dall'inizio alla fine.
"Webb rivelerà la formazione stellare nelle sue primissime fasi, proprio mentre il gas sta collassando in stelle e riscaldando la polvere circostante", ha detto il capo scienziato dell'Osservatorio Gemini Janice Lee al NOIRLab, la National Science Foundation di Tucson, in Arizona.
Questo dovrebbe creare dati rivoluzionari e stimolare grandi scoperte scientifiche, affermano gli scienziati.
Rivela le lune di Urano
Fatta eccezione per un breve sorvolo nel 1986 della navicella spaziale Voyager 2 della NASA, il settimo pianeta dal Sole è praticamente inesplorato e le sue 27 lune sono ancora meno.
È qui che entra in gioco The Moons of Uranus: A NIRSpec Investigation of Their Origins, Organic Constituents, and Possible Ocean World Activity, un progetto che utilizzerà 21 ore del tempo di Webb per studiare Ariel, Umbriel, Titania e Oberon.
Queste quattro lune più grandi saranno esaminate alla ricerca di tracce di ammoniaca, molecole organiche, anidride carbonica, ghiaccio e acqua per vedere se, come alcuni teorizzano, ospitano oceani sotterranei.
Si spera che il set di dati possa essere utilizzato per aiutare a pianificare future missioni di veicoli spaziali per esplorare Urano e le sue lune, come questa nuova entusiasmante missione ammiraglia di cui la NASA sta attualmente discutendo.
Pesare un buco nero supermassiccio
Gli astronomi hanno scoperto un buco supermassiccio che pesa circa 40 milioni di volte più del nostro Sole in una vicina galassia a spirale chiamata NGC 4151.
Nel tentativo di determinare esattamente come un buco supermassiccio (che è presente in tutte le galassie) "nutre" e influenza la galassia circostante, un team guidato dall'Università di Memphis vuole usare Webb per determinarne la massa.
In AGN Feeding and Feedback su NGC 4151, Webb sarà utilizzato per misurare i movimenti delle stelle nel nucleo della galassia, poiché più velocemente si muovono le stelle vicine, più pesante dovrà essere il buco nero man mano che le sue dimensioni aumentano.
Come Webb farà le sue scoperte
Per capire perché Webb è unico e come farà le sue scoperte, aiuta sapere esattamente quali strumenti scientifici sono a bordo:
MIRI (Mid-Infrared Instrument): una fotocamera e uno spettrografo che vede la luce nella regione del medio infrarosso dello spettro elettromagnetico. Principalmente per immagini di astrofotografia ad ampio campo migliori di Hubble.
NIRCam (Near Infrared Camera): per rilevare la luce delle prime stelle e galassie. Ha un coronografo che può bloccare la luce di una stella, che aiuta a trovare i pianeti in orbita attorno alle stelle vicine.
NIRISS (Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph): per la rilevazione della "prima luce" delle prime stelle e per la rilevazione degli esopianeti quando incrociano la loro stella.
NIRSpec (Near InfraRed Spectrograph): uno spettrometro per disperdere la luce da un oggetto in uno spettro. Questo strumento può osservare 100 oggetti contemporaneamente.