Πόσο μακριά μπορεί να δει το πιο ισχυρό τηλεσκόπιο στον κόσμο;

Η απάντηση βρίσκεται σήμερα σε τροχιά, σχεδόν 1,5 εκατομμύριο χιλιόμετρα μακριά από τη Γη: το James Webb Space Telescope (JWST) της NASA είναι το ισχυρότερο τηλεσκόπιο που έχει δημιουργηθεί μέχρι στιγμής και έχει τη δυνατότητα να κοιτάξει σχεδόν μέχρι την απαρχή του Σύμπαντος.

Το JWST, που εκτοξεύθηκε τον Δεκέμβριο του 2021, έχει σχεδιαστεί για να ανιχνεύει κυρίως υπέρυθρη και σχεδόν υπέρυθρη ακτινοβολία, δηλαδή μήκη κύματος αόρατα για το ανθρώπινο μάτι αλλά ιδανικά για την παρατήρηση μακρινών και “κρυφών” αντικειμένων στο Διάστημα. Αυτές οι υπέρυθρες ακτίνες διαπερνούν νεφελώματα σκόνης που μπλοκάρουν το ορατό φως, προσφέροντας στους επιστήμονες ένα «παράθυρο» στα πρώτα στάδια του Σύμπαντος.

Σύμφωνα με τον Peter Jakobsen, καθηγητή αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης, το JWST έχει καταφέρει να δει το 98% του δρόμου πίσω στον χρόνο μέχρι το Big Bang. Ουσιαστικά, το τηλεσκόπιο μπορεί να εντοπίσει γαλαξίες που σχηματίστηκαν μόλις 290 εκατ. χρόνια μετά το Big Bang, ένα επίτευγμα που ξεπερνά τις αρχικές προσδοκίες των επιστημόνων.

Ένας από τους πιο απομακρυσμένους γαλαξίες που έχουν εντοπιστεί μέχρι σήμερα είναι ο JADES-GS-z14-0, με υπολογιζόμενο redshift 14,18. Αυτός ο δείκτης αποκαλύπτει πόσο έχει «τεντωθεί» το φως λόγω της διαστολής του Σύμπαντος και είναι ένα βασικό εργαλείο για την εκτίμηση της απόστασης και της ηλικίας των μακρινών αντικειμένων. Ακόμη πιο εντυπωσιακός είναι ο υποψήφιος γαλαξίας MoM-z14, με redshift 14,44, που εκτιμάται ότι υπήρξε μόλις 280 εκατομμύρια χρόνια μετά το Big Bang, αν και η ανακάλυψη δεν έχει ακόμη δημοσιευθεί σε επιστημονικό περιοδικό.

Ένα βασικό στοιχείο της δύναμής του είναι ο τεράστιος κύριος καθρέφτης του, διαμέτρου 6,5 μέτρων, που του επιτρέπει να συλλέγει περισσότερο φως από οποιοδήποτε άλλο διαστημικό τηλεσκόπιο. Για σύγκριση, ο καθρέφτης του Hubble Space Telescope έχει διάμετρο μόλις 2,4 μέτρα. Το μεγαλύτερο μέγεθος σημαίνει μεγαλύτερη ευαισθησία στο φως και, επομένως, τη δυνατότητα να δει πιο μακριά και πιο αμυδρά αντικείμενα.

Επιπλέον, το JWST λειτουργεί πέρα από την ατμόσφαιρα της Γης, η οποία προκαλεί παραμορφώσεις στις παρατηρήσεις λόγω του «αναβρασμού» του αέρα, της φωτορύπανσης και άλλων παραγόντων. Το τηλεσκόπιο βρίσκεται σε ένα σταθερό σημείο ισορροπίας βαρύτητας (Lagrange Point 2), που του εξασφαλίζει ιδανικές συνθήκες παρατήρησης χωρίς παρεμβολές.

Η εικόνα Webb’s First Deep Field, που κυκλοφόρησε τον Ιούλιο του 2022, προσέφερε την πιο λεπτομερή και βαθιά υπέρυθρη αποτύπωση του μακρινού Σύμπαντος έως τώρα. Χρησιμοποιώντας την κάμερα NIRCam, το JWST συνέθεσε μια εικόνα από 690 καρέ, αποκαλύπτοντας εκατοντάδες γαλαξίες ηλικίας 11 έως 13 δισεκατομμυρίων ετών. Οι εικόνες αυτές δεν είναι απλώς εντυπωσιακές, αλλά ανοίγουν τον δρόμο για την επανεξέταση βασικών θεωριών για την πρώιμη εξέλιξη του Σύμπαντος.

Αν και το JWST αυτή τη στιγμή κρατά τα σκήπτρα του πιο ισχυρού τηλεσκοπίου, νέοι ανταγωνιστές προετοιμάζονται. Η Κίνα σχεδιάζει να λανσάρει το China Space Station Telescope, το οποίο αναμένεται να ανιχνεύει ακόμη περισσότερα μήκη κύματος, δίνοντας πρόσβαση σε νέες πληροφορίες για το σύμπαν. Την ίδια στιγμή, το Vera C. Rubin Observatory στη Χιλή, παρόλο που δεν μπορεί να δει τόσο μακριά όσο το JWST, έχει ως αποστολή τη μελέτη των μεταβολών στο Διάστημα σε βάθος χρόνου και ιδιαίτερα της Σκοτεινής Ύλης και Ενέργειας.

Κάθε φωτογραφία που λαμβάνεται από το JWST είναι ένα παράθυρο στο παρελθόν. Επειδή το φως χρειάζεται χρόνο για να ταξιδέψει, όταν κοιτάμε ένα μακρινό άστρο ή γαλαξία, βλέπουμε το πώς ήταν εκατομμύρια ή δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Για παράδειγμα, το φως από τον Ήλιο φτάνει στη Γη σε περίπου 8 λεπτά, ενώ το φως από τους πιο απομακρυσμένους γαλαξίες που έχει δει το JWST ξεκίνησε το ταξίδι του σχεδόν 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.

[via]