Webbov teleskop má dovidieť do začiatku nášho vesmíru

Svetová veda si pripísala na konci uplynulého roka ďalší míľnik, ktorý môže priniesť nové poznatky o našom živote – 25. decembra na rakete Ariane 5 vyletel do kozmu nový vesmírny ďalekohľad. Pomenovaný je po druhom šéfovi americkej vesmírnej agentúry NASA Jamesovi Webbovi. Nahradí doterajší Hubblov teleskop. Viac o tejto prevratnej udalosti týkajúcej sa vesmírneho výskumu hovoril v relácii Rádia Slovensko Kontakty vesmírny konštruktér a člen Medzinárodnej akadémie astronautiky Ing. Ján Baláž, PhD., z Ústavu experimentálnej fyziky SAV, v. v. i.

Webbov teleskop je najväčší a najvýkonnejší ďalekohľad vypustený do vesmíru. Náklady na jeho výrobu presiahli 10 mld. dolárov. Štart teleskopu do vesmíru sa plánoval už v roku 2007, prístroj však úplne dokončili až v roku 2016. Následne absolvoval sériu náročných testov. Vesmírny ďalekohľad Jamesa Webba je výsledkom spolupráce americkej NASA, európskej aj kanadskej vesmírnej agentúry.

Vedci si od nového ďalekohľadu sľubujú veľa: mal by dovidieť až do veľmi vzdialenej minulosti 13 miliárd rokov a očakáva sa, že prinesie prevratné vedecké poznatky. Pre odtienenie tepelného žiarenia od Zeme a Slnka je súčasťou teleskopu tienidlo/slnečná clona s rozmermi tenisového kurtu a s tvarom šarkana. Aj vďaka tomu môže teleskop sledovať aj vzdialené svetlo vo vesmírnom priestore. Teleskop je preladený na žiarenie tak, aby sme mohli pozorovať to, čo bolo viditeľné pred miliónmi rokov. Študovať však bude aj blízky vesmír – či napríklad existuje život na niektorej z množstva novoobjavených planét.

„Nový teleskop je už na prvý pohľad väčší, má väčšie zrkadlo, paradoxne má len polovičnú hmotnosť (5,5 t) v porovnaní so svojím predchodcom Hubblovým teleskopom. No kým Hubblov teleskop lietal okolo Zeme vo výške 550 km, Webbov teleskop bude obiehať okolo tzv. libračného bodu vzdialeného 1,5 mil. kilometra od Zeme smerom od Slnka a práve vďaka tieniacemu štítu bude môcť pozorovať vesmír bez rušenia,“ vysvetľuje Ján Baláž z Ústavu experimentálnej fyziky SAV. Pracovať bude pri veľmi nízkych teplotách, iný je aj rozsah vlnových dĺžok, na ktoré je tento teleskop zameraný (dominujú väčšie vlnové dĺžky). Vďaka veľkej zbernej ploche je asi stokrát citlivejší ako Hubblov teleskop, má modernejšie detektory, dopĺňa vlastnosti teleskopu vedec. „Oneskorenie jeho vývoja spôsobili jednak technické problémy, no objavili sa tiež nové idey, vyspelejšie technológie a značný podiel na oneskorení mali aj náročné testy na zabezpečenie veľmi vysokej spoľahlivosti teleskopu vzhľadom na to, že nemôžeme rátať so servisnými misiami – bežnými pri Hubblovom teleskope,“ vysvetľuje J. Baláž, tiež člen Medzinárodnej akadémie astronautiky.

Technické parametre nového teleskopu:

má hmotnosť 6 ton, priemer zrkadla je 6,5 m (pozostáva z 18 šesťuholníkových segmentov), plocha zrkadla je 25,5 m², ohnisková vzdialenosť primárneho zrkadla je 131 metrov, tieniaci štít má rozmery 14 x 21 m, má päť vrstiev zrkadlovej metalizovanej fólie kapton, na slnečnej strane má solárne panely, štyri detektory s rôznymi filtrami, koronografy atď.

Ján Baláž zdôraznil, že pri príprave a vývoji Webbovho teleskopu bolo nesmierne dôležité klásť dôraz na vysokú spoľahlivosť, využitie najkvalitnejších dostupných komponentov a v neposlednom rade testovanie v podmienkach, ktoré sa čo najviac podobajú tým, v ktorých bude pracovať.

Prevratnou novinkou nového teleskopu je aj detailnejšie pozorovanie planét a ich satelitov aj mimo našej Slnečnej sústavy (tzv. exoplanét). Webbov teleskop bude schopný skúmať hustotu planéty a kompozíciu jej atmosféry. Vďaka tomu budú vedci schopní určiť, či sa na danej planéte nachádza život. Podľa vedcov bude teleskop schopný analyzovať atmosféry až 300 exoplanét (pre porovnanie: Spitzerov a Hubblov teleskop dokázali analyzovať plynný obal len na 100 planétach). „Hľadanie života na iných planétach je problematická vec,“ ozrejmuje J. Baláž. „Zrejme nie sme schopní priamo povedať, že na danej planéte je život. Vieme len sledovať tzv. biosignatúry, čiže zloženie atmosféry, či vznikla čisto anorganickým spôsobom, alebo obsahuje nejaké prvky, ktoré môžu napovedať, že tam existuje život.“ Príznačné je hľadanie vody, kysličníka uhličitého, metánu, kyslíka, ozónu – tieto prvky napovedajú, že na planéte by život mohol byť. „Zaručene nevieme povedať, že tam nejaký život je alebo bol, kým sa nám neozvú nejakí mimozemšťania,“ pousmeje sa experimentálny fyzik.

Teleskop má však aj mnoho iných úloh, a to aj vďaka tomu, že dovidí ďalej ako doterajšie teleskopy – viac ako 13 miliárd svetelných rokov, čo je veľmi blízko k vzniku nášho vesmíru (13,8 mld. rokov). „V tom období – po predchádzajúcej temnej dobe – vznikali prvé hviezdy a galaxie a tieto by už mal Webbov teleskop vidieť zreteľnejšie ako jeho predchodcovia,“ hovorí J. Baláž.

Ešte pred pár desaťročiami sa skoro nič nevedelo o hviezdach a ich planétach, potom sa podľa J. Baláža „pretrhlo vrece s výskumom exoplanét“. Je niekoľko metód, ako ich detekovať. Ich výskyt je oveľa viac pravdepodobnejší ako ich absencia, tvrdí vedec. Webbov teleskop má práve prispieť k výskumu týchto planét.

Teleskop Jamesa Webba sa zameria a bude čo najpodrobnejšie skúmať napríklad planetárny systém Trappist-1, v ktorom je až sedem exoplanét zhruba s veľkosťou Zeme, a pri viacerých z nich sa predpokladá život.

Uvidí teleskop Veľký tresk? „Môže sa priblížiť, ale technicky to nie je celkom možné,“ vysvetľuje J. Baláž. „Náš vesmír podľa výskumov a teoretických modelov vznikol pred 13,8 mld. rokov, no počas pomerne dlhej doby – 380-tisíc rokov – bol vysoko ionizovaný a nebol priezračný pre elektromagnetické žiarenie, ktoré nemohli prenikať cez túto bariéru. Po tomto období nastalo obdobie veľkého temna a až po zhruba 100 mil. rokov sa zapálili prvé hviezdy a utvorili sa prvé galaxie. Vedci očakávajú, že teleskop práve tieto prvé hviezdy a galaxie preskúma.“

V týchto dňoch má podľa Jána Baláža teleskop za sebou zhruba 85 percent cesty do tzv. libračného bodu L2 a je už zhruba zložený (rozprestrel sa už termálny štít, ktorý ho izoluje od Slnka a Zeme) a je čiastočne schladený. Zrkadlá zložené z berýlia (kov, ktorý je pomerne ľahký, no pevný) a pozlátené tenkou vrstvou zlata sa podľa vedca budú pomerne dlho nastavovať a kalibrovať. Potrvá to zhruba niekoľko mesiacov, prvé obrázky z vesmíru tak môžeme očakávať asi po pol roku od vypustenia. Podľa J. Baláža to budú veci, ktoré sme doposiaľ nevideli a aj neočakávali.

 

Text: prevzaté z Aktuality SAV