Το διαστημικό τηλεσκόπιο «Τζέιμς Γουέμπ» ξεκινά το ταξίδι του με στόχο να ανοίξει νέους ορίζοντες

Μετά από 30 χρόνια από τη σύλληψή του ως σκόπιμης διαστημικής αποστολής και μετά από πέντε αναβολές εκτόξευσης, το Διαστημικό Τηλεσκόπιο «Τζέιμς Γουέμπ» (ΔΤΤΓ) της NASA ήταν προγραμματισμένο παραμονή Χριστουγέννων να ξεκινήσει το ταξίδι του προς το σημείο Λαγκράντζ 2 (L2). Η εκτόξευση θα γινόταν με πύραυλο «Αριάν-5» από το διαστημοδρόμιο του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) στο Κουρού της Γαλλικής Γουϊάνας.

Πέρα από το ερυθρό

Το ΔΤΤΓ θα διαδεχθεί το διαστημικό τηλεσκόπιο «Χαμπλ», του οποίου η λειτουργία παρατάθηκε μέχρι την εκτόξευση του «Γουέμπ». Το νέο διαστημικό τηλεσκόπιο, πολύ μεγαλύτερο και ισχυρότερο από όλα τα προηγούμενα, αποσκοπεί να προχωρήσει την αστρονομική παρατήρηση από το Διάστημα, πέρα από το σημείο που την έφτασαν οι προκάτοχοί του. Το ΔΤΤΓ έρχεται να καλύψει ένα κενό στην αστρονομική παρατήρηση χωρίς τα εμπόδια που βάζει η γήινη ατμόσφαιρα και συγκεκριμένα να παρατηρήσει τον ουρανό στο εγγύς και μέσο υπέρυθρο τμήμα του φάσματος. Επειδή τα πιο μακρινά ουράνια σώματα φαίνονται με μετατόπιση της ακτινοβολίας τους προς το ερυθρό, εκπέμπουν φως με περισσότερη εγγύς υπέρυθρη ακτινοβολία και μπορούν να παρατηρηθούν μόνο με τηλεσκόπια που την ανιχνεύουν. Επιπλέον, η υπέρυθρη ακτινοβολία μπορεί να διαπεράσει νέφη σκόνης και αερίων, αποκαλύπτοντας τι υπάρχει μέσα και πίσω απ’ αυτά.

Το μάζας 6,5 τόνων «Γουέμπ» έχει 6,25 φορές μεγαλύτερη συλλεκτική επιφάνεια, άρα και ευαισθησία σε πολύ αχνά ουράνια σώματα συγκριτικά με το «Χαμπλ». Επιπλέον, έχει μεγαλύτερο οπτικό πεδίο, καλύπτοντας 15 φορές μεγαλύτερη περιοχή του ουρανού. Το πρωτεύον κάτοπτρο του ΔΤΤΓ αποτελείται από 18 εξαγωνικά τμήματα, τα οποία ξεδιπλώνουν και προσαρμόζονται, ώστε να σχηματίζουν ένα κάτοπτρο διαμέτρου 6,5 μέτρων, μετά την εκτόξευση. Τα κάτοπτρα είναι κατασκευασμένα από το πολύ ελαφρύ χημικό στοιχείο βηρύλιο και επικαλυμμένα με χρυσό, που ανακλά πολύ καλά το υπέρυθρο φως. Στον χρυσό οφείλεται το κίτρινο χρώμα τους. Το μεγαλύτερο εξάρτημα του ΔΤΤΓ είναι η ηλιακή ασπίδα πέντε στρωμάτων, που μειώνει την ηλιακή ακτινοβολία που φτάνει στο τηλεσκόπιο κατά ένα εκατομμύριο φορές και είναι η κύρια αιτία του μεγάλου μεγέθους του (20 επί 14 μέτρα). Στο L2, από τη μεριά που βλέπει τον Ήλιο, η ασπίδα θα έχει θερμοκρασία 85 ^oC και από την άλλη μεριά, από κει που θα κάνει τις αστρονομικές παρατηρήσεις το τηλεσκόπιο, θα έχει -233 ^oC!

«Ακίνητη» κίνηση

Το «Γουέμπ» θα περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο σε απόσταση 1,5 εκατομμυρίου χιλιομέτρων μακριά από τη Γη, στο σημείο που ονομάζεται δεύτερο σημείο Λαγκράντζ ή L2, όπου θα φτάσει ένα μήνα μετά την εκτόξευσή του. Στα σημεία Λαγκράντζ η βαρυτική έλξη της Γης και του Ήλιου εξισορροπείται από τη φυγόκεντρο δύναμη και έτσι τα σώματα που βρίσκονται εκεί, μπορούν να παραμείνουν σταθερά. Για την ακρίβεια, τα σημεία L1, L2 και L3 παρουσιάζουν ασταθή ισορροπία και απαιτείται τακτική διόρθωση με πυροδότηση των ακροφυσίων διόρθωσης πορείας, αλλά με μικρή κατανάλωση καυσίμου. Στο σημείο L2 η ηλιακή ασπίδα του «Γουέμπ» θα εμποδίζει τόσο το φως από τον Ήλιο, όσο και το ανακλώμενο από τη Γη και τη Σελήνη. Έτσι το ΔΤΤΓ θα παραμένει κρύο, προϋπόθεση απαραίτητη για ένα υπέρυθρο τηλεσκόπιο (η ακτινοβολούμενη θερμότητα είναι υπέρυθρες ακτίνες, οι οποίες θα παραμόρφωναν το σήμα των υπέρυθρων ακτίνων που στέλνουν τα παρατηρούμενα από το τηλεσκόπιο ουράνια σώματα). Καθώς η Γη περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο, το «Γουέμπ» θα περιφέρεται κι αυτό μαζί της, παραμένοντας όμως στην ίδια απόσταση σε σχέση με τη Γη και τον Ήλιο.

Διεισδυτική ματιά

Μεταξύ των επιστημονικών στόχων του «Γουέμπ» είναι η παρατήρηση των πιο μακρινών γαλαξιών, ώστε να σχηματιστεί καλύτερη εικόνα για την εξέλιξη του ορατού σύμπαντος σε σχέση με τις κυρίαρχες θεωρίες που την περιγράφουν, τον ρόλο των υπερμεγέθων μαύρων τρυπών στο σχηματισμό ή την εξέλιξη των γαλαξιών. Θα κάνει, επίσης, παρατηρήσεις σχετικά με τον σχηματισμό άστρων και νέων πλανητικών συστημάτων, αστρονομικά φαινόμενα που συμβαίνουν μέσα σε πυκνά νέφη και γι’ αυτό σπανίως είναι ορατά. Οι επιστήμονες αναμένουν την ανακάλυψη πολλών εξωπλανητών από το «Γουέμπ». Ιδιαίτερος στόχος του θα είναι οι καφέ νάνοι, ουράνια σώματα μεταξύ άστρου και πλανήτη, με χαρακτηριστικά και των δυο, που ακτινοβολούν κυρίως στο υπέρυθρο.

Αντικείμενο επισταμένης μελέτης του νέου τηλεσκοπίου θα γίνουν οι ατμόσφαιρες των πλανητών του ηλιακού συστήματος και των δορυφόρων τους που έχουν ατμόσφαιρα, αλλά και οι ατμόσφαιρες των πιο κοντινών εξωπλανητών που έχουν ανακαλυφθεί, καθώς τα φασματόμετρα του ΔΤΤΓ θα είναι ικανά να αναλύσουν το φως των άστρων που περνάει μέσα απ’ αυτές, ώστε να εντοπίσουν τη φασματική υπογραφή των χημικών στοιχείων που τις σχηματίζουν. Ακόμη και οι δακτύλιοι του Κρόνου, του Ποσειδώνα, του Ουρανού και του Δία είναι πολύ καλύτερα ορατοί στο υπέρυθρο. Οι δακτύλιοι ειδικά του Κρόνου αποδείχτηκε ότι είναι ένα σύστημα καταστροφής και αναδημιουργίας δορυφόρων από τα υλικά προηγούμενων φεγγαριών και το «Γουέμπ» θα δείξει αν συμβαίνει το ίδιο με τους δακτυλίους και των άλλων πλανητών.

Θα κάνει επίσης παρατηρήσεις του Δία και των δορυφόρων του, του Γανυμήδη και της Ευρώπης με τους πιθανούς ωκεανούς κάτω από την παγωμένη επιφάνεια, της Ιούς με τα «κρυφά ηφαίστεια» θειαφιού, των άλλων εξωτερικών πλανητών και του δορυφόρου του Κρόνου Τιτάνα, που είναι το μόνο άλλο σώμα στο ηλιακό σύστημα πέρα από τη Γη που διαθέτει υγρές λίμνες και θάλασσες (έστω κι αν δεν αποτελούνται από νερό). Οι συμπληρωματικές παρατηρήσεις του ΔΤΤΓ πάνω στα ευρήματα του διαστημικού τηλεσκοπίου υπερύθρων «Σπίτζερ» θα δώσουν περισσότερα στοιχεία σχετικά με την ανακάλυψη υδρατμών σε τουλάχιστον τα μισά από τα μέχρι σήμερα γνωστά πρωτοπλανητικά νεφελώματα, δίνοντας κάποιες απαντήσεις και για την προέλευση του νερού στη Γη.

Επιμέλεια: Σταύρος Ξενικουδάκης
Πηγή: www.nasa.gov
Ριζοσπάστης