Bagaimana Teleskop Luar Angkasa James Webb mengubah astronomi di tahun pertamanya

Menjelang Natal tahun lalu, para astronom dan penggemar ruang angkasa di seluruh dunia berkumpul untuk menyaksikan peluncuran Teleskop Luar Angkasa James Webb yang sangat dinantikan. Meskipun merupakan karya teknik yang luar biasa, teleskop ini bukannya tanpa kontroversi—mulai dari melampaui anggaran dan terlambat dari jadwal hingga dinamai menurut nama mantan administrator NASA yang dituduh melakukan kejahatan. Homofobia.

Terlepas dari kontroversi seputar penamaan dan tanggal teleskop, satu hal menjadi sangat jelas tahun ini – kemampuan sains JWST luar biasa. Operasi sainsnya dimulai pada Juli 2022, dan telah memungkinkan para astronom mendapatkan perspektif baru dan mengungkap misteri tentang berbagai topik luar angkasa.

Tujuan paling dekat dari JWST adalah salah satu proyek paling ambisius dalam sejarah astronomi modern: mengunjungi kembali beberapa galaksi pertama, yang terbentuk ketika alam semesta masih baru.

Karena cahaya membutuhkan waktu untuk melakukan perjalanan dari sumbernya ke kita di Bumi, dengan melihat galaksi yang sangat jauh, para astronom sebenarnya dapat melihat ke masa lalu untuk melihat galaksi tertua yang terbentuk lebih dari 13 miliar tahun yang lalu.

Meskipun dia ada di sana Beberapa kontroversi Para astronom memperdebatkan keakuratan beberapa pendeteksian awal galaksi awal—instrumen JWST tidak sepenuhnya dikalibrasi, jadi ada ruang gerak untuk menentukan usia persis galaksi yang paling jauh—temuan terbaru telah mendukung gagasan bahwa JWST telah mendeteksi galaksi dari 350 juta tahun pertama setelah Big Bang.

Itu menjadikan galaksi-galaksi ini yang tertua yang pernah diamati, dan mereka memiliki beberapa kejutan, seperti lebih terang dari yang diperkirakan. Ini berarti masih banyak yang harus dipelajari tentang bagaimana galaksi terbentuk di awal alam semesta.

Galaksi-galaksi awal ini diidentifikasi menggunakan survei dan Foto medan dalam, yang menggunakan Webb untuk melihat petak besar langit yang mungkin tampak kosong pada pandangan pertama. Wilayah ini tidak mengandung objek terang seperti planet tata surya dan terletak jauh dari pusat galaksi kita, yang memungkinkan para astronom mencari jauh ke luar angkasa untuk menemukan objek yang sangat jauh ini.

JWST mampu mendeteksi karbon dioksida di atmosfer planet ekstrasurya untuk pertama kalinya dan baru-baru ini mendeteksi sejumlah senyawa lain di atmosfer WASP-39b juga, termasuk uap air dan sulfur dioksida. Ini tidak hanya berarti bahwa para ilmuwan dapat melihat komposisi atmosfer planet, tetapi mereka juga dapat melihat bagaimana atmosfer berinteraksi dengan cahaya dari bintang induk planet tersebut, karena sulfur dioksida dihasilkan oleh reaksi kimia dengan cahaya.

Mempelajari atmosfer planet ekstrasurya sangat penting jika kita ingin menemukan planet mirip Bumi dan mencari kehidupan. Instrumen generasi sebelumnya dapat mengidentifikasi exoplanet dan memberikan informasi dasar seperti massa atau diameternya dan seberapa jauh mereka mengorbit dari bintangnya. Tetapi untuk memahami seperti apa jadinya di salah satu planet ini, kita perlu mengetahui atmosfernya. Dengan menggunakan data dari JWST, para astronom akan dapat mencari planet layak huni jauh di luar tata surya kita.

Bukan hanya planet-planet jauh yang menarik perhatian JWST. Lebih dekat ke rumah, JWST telah digunakan untuk mempelajari planet di tata surya kita, termasuk Neptunus dan Jupiter, dan akan segera digunakan untuk mempelajari Uranus juga. Dengan melihat dalam rentang inframerah, JWST mampu mengidentifikasi fitur-fitur seperti aurora borealis Jupiter dan pandangan yang jelas dari Great Red Spot. Selain itu, teleskop beresolusi tinggi berarti dapat melihat benda-benda kecil bahkan dengan kecerahan planet, seperti menunjukkan cincin Jupiter yang jarang terlihat. Itu juga menangkap gambar paling jelas dari cincin Neptunus dalam lebih dari 30 tahun.

Investigasi besar lainnya oleh JWST tahun ini adalah di Mars. Mars adalah planet yang paling banyak dipelajari di luar Bumi, telah menampung banyak penjelajah, pengorbit, dan pendarat selama bertahun-tahun. Artinya, para astronom memiliki pemahaman yang cukup baik tentang komposisi atmosfer dan mulai mempelajari sistem cuacanya. Mars juga sulit dipelajari dengan teleskop luar angkasa sensitif seperti JWST karena sangat terang dan sangat dekat. Tetapi faktor-faktor ini menjadikannya tempat pengujian yang ideal untuk melihat kemampuan teleskop baru.

JWST digunakan Baik kamera maupun perangkat spektrum untuk mempelajari Mars, menunjukkan komposisi atmosfernya, yang hampir sama persis dengan model yang diharapkan dari data saat ini, menunjukkan seberapa akurat alat JWST untuk jenis penyelidikan ini.

Tujuan lain dari JWST adalah untuk mempelajari tentang siklus hidup bintang, yang saat ini dipahami oleh para astronom secara garis besar. Mereka tahu bahwa awan debu dan gas membentuk simpul yang mengumpulkan lebih banyak material untuk mereka dan runtuh untuk membentuk protobintang, misalnya, tetapi persisnya bagaimana hal ini terjadi membutuhkan lebih banyak penelitian. Mereka juga belajar tentang daerah di mana bintang terbentuk dan mengapa bintang cenderung terbentuk dalam gugus.

JWST sangat berguna untuk mempelajari subjek ini karena instrumen inframerahnya memungkinkannya mengintip melalui awan debu untuk melihat bagian dalam tempat bintang terbentuk. Foto terbaru menunjukkan file perkembangan protobintang Dan Anda membuang awan dan mencari daerah yang bintangnya padat, seperti bintang terkenal pilar penciptaan di Nebula Elang. Dengan pencitraan struktur ini di panjang gelombang yang berbedaInstrumen JWST dapat melihat berbagai fitur pembentukan debu dan bintang.

Berbicara tentang pilar kreativitas, salah satu warisan terbesar JWST di benak publik adalah gambar ruang yang menakjubkan. Dari kegembiraan internasional saat gambar pertama teleskop terungkap pada bulan Juli hingga Tampilan baru landmark terkenal Seperti Kolom, Gambar Web ada di mana-mana tahun ini.

Dan juga luar biasa Nebula Karina Dan Lapangan dalam pertamaFoto-foto lain yang patut ditanyakan dalam satu menit termasuk figur berukir bintang Nebula TarantulaCincin Pohon Berdebu dari Bintang biner Wolf-Rayet 140Dan cahaya dari dunia lain Jupiter dalam inframerah.

Dan foto terus berdatangan: Baru minggu lalu, sebuah foto baru dirilis menunjukkan a hati bercahaya Galaksi NGC 7469.

Inilah tahun yang penuh dengan penemuan luar biasa dan banyak lagi yang akan datang.