Novosti

Društvo

Virtualni svemirski brod

Najmanje desetljeće, a možda i dva, teleskop James Webb bit će vremeplov cijeloj generaciji astrofizičara, planetologa, kozmologa i egzobiologa. U zadnje vrijeme snimao je bogato jato udaljenih galaksija, supernovu tipa Ia, aktivno središte jedne od galaksija, planete Jupiter i Neptun...

Large webb

Selfie teleskopa James Webb napravljen 11. veljače 2022. (foto NASA/Newscom/PIXSELL)

Vidio je stvari koje vi, ljudi, ne biste vjerovali. Tragove ugljika kako se uzdižu s površine ledom prekrivenih oceana Jupiterovog mjeseca Europa. Supermasivne crne rupe nastale u samim počecima univerzuma. Atmosfere planeta u prostranstvima daleko od Sunčevog sustava. Svjetlost najstarije dosad otkrivene zvijezde, iskrivljenu kroz gravitacijske leće masivnih galaksija. Vidio je još nebrojeno mnogo toga, no sve to bilo je samo zagrijavanje.

Svemirski teleskop James Webb poletio je s kozmodroma Kourou u Francuskoj Gvajani prije malo više od dvije godine, na Božić 2021. Do tada je na njega potrošeno oko deset milijardi dolara i gotovo trideset godina razvoja. Put do njegovog lansiranja bio je izuzetno trnovit – nizale su se odgode, problemi i probijanja proračuna. Cijela jedna generacija astronoma odrasla je iščekujući lansiranje. Prvotni plan, osmišljen davne 1997., bio je da će letjelica, po cijeni od oko 800 milijuna dolara, poletjeti 2007., no ambicije njezinih tvoraca, kao i ciljevi koje su joj zadali doveli su do višestrukog probijanja obje granice.

Webb je zamišljen kao svojevrsni nasljednik Hubblea, samo s deset puta boljom razlučivosti. Dok je Hubble teleskop koji najbolje razaznaje vidljivu svjetlost, Webb je projektiran kao teleskop specijaliziran za infracrvenu svjetlost. Postoje brojni razlozi zašto je baš infracrveni dio spektra toliko bitan. Kako se svjetlost udaljenih zvijezda i galaksija, zbog širenja svemira, pomiče prema crvenoj, tako se "vidljiva svjetlost" brojnih najzanimljivijih nebeskih objekata, dok dođe do nas, već pomakne duboko u infracrvenu. Infracrvena svjetlost odlična je i za spektrografiju – otkrivanje sastava plinovitih planeta, izmaglica, pa čak i atmosfera oko drugih planeta.

Upravo ta dva cilja – napraviti teleskop deset puta veće razlučivosti koji je najosjetljiviji u infracrvenom spektru – bila su uzrok većine komplikacija koje su uslijedile. Da bi imao bolju razlučivost, Webb je trebao barem tri puta veće ogledalo od Hubblea, no takvo ogledalo ne bi stalo ni u jednu tada dostupnu raketu. Da bi bio osjetljiv na infracrvenu svjetlost, njegovi bi instrumenti morali biti ohlađeni na nekoliko desetaka Kelvina, tek nekoliko desetaka stupnjeva iznad apsolutne nule, što bi bilo nemoguće ako je blizu Zemlje ili ako je izložen Suncu. Prvi je problem riješen sklopivim ogledalom izrađenim od 18 beriljskih heksagona presvučenih zlatom – ogledalo koje se moglo "skupiti" prije lansiranja i potom rasklopiti kada dođe trenutak za rad. Drugi je problem zahtijevao mnogo radikalnija rješenja – Webb će biti poslan milijun i pol kilometara daleko od Zemlje, čak pet puta dalje od Mjeseca, do takozvane Lagrangeove L2 točke, gdje se gravitacijski učinci Zemlje i Sunca poništavaju. Sa sobom će nositi i rasklopivi suncobran – toplinski štit veličine teniskog igrališta od pet slojeva posebnih polimerskih plahti koji će sve radne dijelove teleskopa držati u vječnoj sjenci.

Jednom kada je dizajn dovršen, Webb je pretvoren u "origami" čudovište – ogromni svemirski teleskop ispresavijan je u 344 koraka kako bi mogao stati u tovarni prostor europske rakete Ariane 5. Problem je što bi, ako bi bilo što zapelo na bilo kojem od 344 koraka raspakiravanja, cijela svemirska letjelica bila neupotrebljiva, a kako bi se nalazila pet puta dalje od Mjeseca, ne bi je bilo moguće ni na koji način servisirati. NASA je godinama testirala sve elemente kako bi bila sigurna da se ništa neće pokvariti milijunima kilometara daleko od Zemlje i sve je bilo spremno 2020. A onda se dogodila nesreća s kranom koji ga je prenosio i 6,1 tonu težak teleskop je, kako je rekla NASA, "iskusio vibracije". Nekome je tresnuo na pod. Konačno lansiranje 2021. dvaput je odgađano zbog lošeg vremena, no zvijezde su se posložile taman na Božić, ili na godišnjicu rođenja Isaaca Newtona, kada smo već u svijetu fizike. Potom je Webb počeo oduševljavati.

Hubble, Rossi, Chandra, Kepler, Herschel... prethodni svemirski teleskopi koje je NASA imenovala po ljudima bili su slavni znanstvenici, no James Webb po kojem je nazvan najnoviji teleskop bio je pravnik i administrator, veteranski pilot američkih marinaca i pomoćnik ministra vanjskih poslova u administraciji predsjednika Harryja Trumana. John F. Kennedy imenovao ga je čelnikom NASA-e 1961. Agenciju koja je dotad bila raštrkana skupina instituta i laboratorija pretvorio je u koordiniranu i fokusiranu monolitnu instituciju kakvu poznajemo danas. Osnovao je Svemirski centar Johnson za letove s ljudskom posadom, pokrenuo programe Mercury i Gemini te pripremio sve neophodno za program Apollo koji je odveo čovjeka na Mjesec. Iako je bio pod pritiskom Kongresa da se fokusira na Mjesec, Webb je slušao znanstvenike u svojoj agenciji i borio se za njihove ciljeve, pa je uspio progurati i ključne znanstvene programe, poput serije sondi Mariner i Pioneer, a bio je i zagovornik svemirskih teleskopa. Svoj je trag ostavio i na društvenom planu – naporno je radio na rasnoj integraciji i aktivno regrutirao mlade na sveučilištima i u školama za crnce. Kada je preuzeo NASA-u, ta je agencija bila najgora po inkluzivnosti među svim organizacijama saveznih vlasti. Kada je 1968. otišao, bila je najbolja.

Znanstveno-fantastične serije uvjeravale su nas da ćemo svemir istraživati uz pomoć brodova s ljudskom posadom, poput Enterprisea iz "Zvjezdanih staza". Da ćemo putovati od planeta do planeta, od anomalije do anomalije, i pomno ih proučavati znanstvenim instrumentima na brodu. Svemirski teleskop James Webb svemirska je letjelica koja može sve to bez napuštanja svojeg "sidrišta" na Lagrangeovoj točki. Krajem rujna ove godine Webb je otkrio tragove ugljikovog dioksida na Jupiterovom mjesecu Europi – ugljik koji je najvjerojatnije poticao iz divovskog oceana koji se skriva iza ledenog pokrova tog svijeta. Napravio je i niz drugih otkrića u Sunčevom sustavu, poput superbrzih atmosferskih struja iznad Jupiterovog ekvatora, visoko iznad pokrova oblaka. Uspio je uslikati i jedva vidljive prstene oko Urana i tragati za novim mjesecima Saturna.

Ovog je ljeta otkrio i sve detalje dosad najudaljenije i najstarije pronađene zvijezde, Earendel. Njezina se svjetlost zaputila prema nama oko milijardu godina nakon velikog praska, što znači da nam njezina slika pruža uvid u trenutke nastajanja prvih zvijezda i galaksija. Otkrio je još mnogo misterija s početka svemira, primjerice važne tragove o prirodi nastanka prvih supermasivnih crnih rupa, kakve danas krase središta galaksija. Našao je i galaksiju u kojoj se nalazi najstarija dosad pronađena supermasivna crna rupa, u ranom stadiju rasta, stara čak 13,2 milijarde godina, a otkrio je i teške elemente nastale u masivnoj eksploziji kilonove – sudaru neutronske zvijezde s drugom neutronskom zvijezdom ili crnom rupom. Proučavanje atmosfera egzoplaneta za Webb je u 18 mjeseci postalo skoro pa rutina. Webbov spektrograf proučio je sastav atmosfera niza plinovitih divova i nekoliko kamenitih planeta te otkrio iznenađujuće nove svjetove oko drugih zvijezda, kakvih nema u našem, Sunčevom sustavu. Proučavao je i nastanak novih zvijezda u međuzvjezdanim oblacima, kao i nastanak planeta u akrecijskim diskovima oko novorođenih zvijezda, i otkrio misterij nastanka kamenitih planeta i izvor vode u unutrašnjosti sustava poput našeg.

Nebrojena promatranja još uvijek traju, od onih najbližih čuda do najdalje prošlosti univerzuma. Samo tijekom nekoliko dana pisanja ovog teksta snimao je bogato jato udaljenih galaksija, supernovu tipa Ia, aktivno središte jedne od galaksija, planete Jupiter i Neptun, zvijezdu tipa M u našoj galaksiji s potencijalnim egzoplanetima i još mnogo, mnogo toga. Još barem cijelo desetljeće, a možda i dva, James Webb bit će virtualni svemirski brod i vremeplov cijeloj generaciji astrofizičara, planetologa, kozmologa i egzobiologa. Sve će ih povesti na nevjerojatna putovanja, s kojih će nam donijeti nove odgovore na pitanja nastanka i postojanja svega oko nas, kako Zemlje i Sunca, tako i galaksija, crnih rupa i cijelog svemira.

Potražite Novosti od petka na kioscima.
Informacije o pretplati pronađite ovdje.

Društvo

Kolačići (cookies) pomažu u korištenju ove stranice. Korištenjem pristajete na korištenje kolačića. Saznajte više