James Webb Uzay Teleskopu ertelenmeye devam eden yüzyılın partisi gibidir. Titreşim testi sırasında tespit edilen karmaşıklığı ve bazı anormal okumaları nedeniyle, bu teleskopun lansman tarihi birçok kez geri itildi - şu anda 2021'de bir süre piyasaya sürülmesi bekleniyor. Ancak açık nedenlerle, NASA bunu görmeye kararlı görev yoluyla.
Bir kez konuşlandırıldığında, JWST operasyondaki en güçlü uzay teleskobu olacak ve gelişmiş enstrüman takımı Evren hakkında daha önce hiç görülmemiş şeyleri ortaya çıkaracak. Bunlar arasında, başlangıçta gaz devlerinden oluşacak ekstra güneş gezegenlerinin atmosferi var. Böyle yaparak, JWST yaşanabilir gezegenleri araştırmayı geliştirecek ve sonunda bazı potansiyel adayları incelemeye başlayacaktır.
JWST bunu 2018 yılının Nisan ayında uzaya açılan Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) ile birlikte yapacak. Adından da anlaşılacağı gibi TESS, Transit Metodu (yani Transit Fotometri) kullanarak gezegenleri arayacak, yıldızların, gözlemciye göre önlerinden geçen bir gezegenin neden olduğu parlaklıktaki periyodik düşüşler için izlendiği yerler.
Webb’in ilk gözlemlerinden bazıları, Webb’in bilim operasyon merkezinde geçiş yapan bir gezegen dışı gezegen ekibi olan Direktörün İsteğe Bağlı Erken Sürüm Bilim programı aracılığıyla yapılacaktır. Bu ekip, yeni bilimsel bilgi ve Webb’in bilim araçlarını daha iyi anlamasını sağlayacak üç farklı gözlem türü gerçekleştirmeyi planlıyor.
Bir geçiş dönemi güneşdışı gezegen projesinin baş araştırmacısı olan Chicago Üniversitesi'nden Jacob Bean'in bir NASA basın açıklamasında açıkladığı gibi:
“İki ana hedefimiz var. Birincisi, mümkün olan en kısa sürede Webb'ten astronomi topluluğuna transoplanet veri setlerini aktarmaktır. İkincisi, gökbilimciler ve halkın bu gözlemevinin ne kadar güçlü olduğunu görebilmeleri için harika bir bilim yapmak. ”
Projenin baş araştırmacısı NASA Ames Araştırma Merkezi'nden Natalie Batalha'nın eklediği gibi:
“Ekibimizin hedefi, astronomi topluluğuna, gezegen dışı araştırmaları hızlandırmaya ve mevcut olan sınırlı bir süre içinde Webb'ten en iyi şekilde yararlanmaya yardımcı olacak eleştirel bilgi ve öngörüler sağlamaktır.”
İlk gözlemleri için, JWST içinden geçen ışığı inceleyerek bir gezegenin atmosferini karakterize etmekten sorumlu olacak. Bu, bir gezegen bir yıldızın önünden geçtiğinde ve ışığın farklı dalga boylarında emilme şekli, atmosferin kimyasal bileşimi hakkında ipuçları sağlar. Ne yazık ki, mevcut uzay teleskopları bir gaz devinden daha küçük bir şeyi taramak için gerekli çözünürlüğe sahip değildi.
JWST, gelişmiş kızılötesi enstrümanlarıyla, dış gezegen atmosferinden geçen ışığı inceleyecek, gökkuşağı spektrumuna ayıracak ve daha sonra hangi ışık bölümlerinin eksik olduğuna dayanarak atmosferlerin kompozisyonunu çıkaracak. Bu gözlemler için, proje ekibi Eridanus takımyıldızında bir yıldızın yörüngesinde, Dünya'dan yaklaşık 780 ışıkyılı etrafında dönen bir Jüpiter büyüklüğündeki dış gezegen olan WASP-79b'yi seçti.
Ekip, WASP-79b'deki su, karbon monoksit ve karbondioksit bolluğunu tespit etmeyi ve ölçmeyi bekliyor, ancak aynı zamanda dış gezegen atmosferinde henüz tespit edilmemiş molekülleri bulmayı umuyor. İkinci gözlemleri için ekip, yıldızını 20 saatten daha az bir süre ile yörüngede gezen bir gezegen olan WASP-43b olarak bilinen “sıcak Jüpiter” i izleyecek.
Yıldızlarına çok yakın yörüngede dönen tüm dış gezegenler gibi, bu gaz devi de gelgitle kilitlenmiş durumda; Gezegen yıldızın önünde olduğunda, gökbilimciler sadece daha serin arka tarafını görebilirler; ama yörüngeye girdiğinde, sıcak gün tarafı yavaş yavaş ortaya çıkar. Bu gezegeni yörüngesinin tamamı boyunca gözlemleyerek, gökbilimciler bu varyasyonları (faz eğrisi olarak bilinir) gözlemleyebilecek ve verileri gezegenin sıcaklığını, bulutlarını ve atmosferik kimyasını haritalamak için kullanabilecektir.
Bu veriler atmosferi farklı derinliklerde örnekleme ve gezegenin iç yapısının daha eksiksiz bir resmini elde etmelerini sağlayacaktır. Bean'in belirttiği gibi:
“Hubble ve Spitzer ile bu gezegen için şimdiden dramatik ve beklenmedik varyasyonlar gördük. Webb ile sorumlu fiziksel süreçleri anlamak için bu varyasyonları çok daha ayrıntılı bir şekilde açıklayacağız. ”
Üçüncü gözlemleri için ekip doğrudan bir geçiş gezegeni gözlemlemeye çalışacaktır. Yıldızın ışığının nasıl daha parlak olduğunu görmek çok zor ve bu nedenle zayıf ışığın gezegenin atmosferinden yansıtılmasını gizliyor. Bunu ele almanın bir yolu, gezegen görünür olduğunda ve tekrar yıldızın arkasında kaybolduğunda bir yıldızdan gelen ışığı ölçmektir.
İki ölçümü karşılaştırarak, gökbilimciler sadece gezegenden ne kadar ışık geldiğini hesaplayabilirler. Bu teknik, kızılötesi ışıkta parlak parlayan çok sıcak gezegenler için en iyi sonucu verir, bu nedenle bu gözlem için WASP-18b'yi seçtiler - yaklaşık 2.900 K (2627 ° C; 4.800 ° F) sıcaklığa ulaşan sıcak bir Jüpiter. Bu süreçte, gezegenin boğucu stratosferin bileşimini belirlemeyi umuyorlar.
Sonunda, bu gözlemler JWST'nin yeteneklerini test etmeye ve enstrümanlarını kalibre etmeye yardımcı olacaktır. Nihai amaç, düşük kütleli, daha sönük kırmızı cüce yıldızların yörüngesinde kayalık (diğer adıyla “Dünya benzeri”) gezegenleri içerecek şekilde potansiyel olarak yaşanabilir dış gezegenlerin atmosferlerini incelemek olacaktır. Galaksimizdeki en yaygın yıldız olmasının yanı sıra, kırmızı cücelerin de Dünya benzeri gezegenleri bulmak için en olası yer olduğuna inanılıyor.
Uzay Teleskopu Bilim Enstitüsü'ndeki bir araştırmacı ve projenin baş araştırmacısı Kevin Stevenson'un açıkladığı gibi:
“TESS, kırmızı cücelerin yaşanabilir bölgelerinde yörüngede dönen bir düzineden fazla gezegen bulmalı, bunlardan birkaçı aslında yaşanabilir olabilir. Bu gezegenlerin atmosfere sahip olup olmadığını öğrenmek istiyoruz ve Webb bize söyleyecek. Sonuçlar galaksimizde yaşama elverişli koşulların yaygın olup olmadığı sorusunu cevaplamak için uzun bir yol kat edecek. ”
James Webb Uzay Teleskopu bir zamanlar dünyanın önde gelen uzay bilimleri gözlemevi olacak ve gökbilimcilerin Güneş Sistemimizdeki gizemleri çözmelerine, dış gezegenleri incelemelerine ve büyük ölçekli yapısının zamanla nasıl evrimleştiğini belirlemek için Evrenin en erken dönemlerini gözlemlemelerine yardımcı olacak. Bu nedenle NASA'nın neden başarılı bir şekilde konuşlandırılacağından emin olana kadar astronomik topluluğun sabırlı olmasını istemesi anlaşılabilir.
Kazanç, çığır açan keşiflerden başka bir şey olmadığında, beklemeye istekli olmamız adil olur. Bu arada, bilim adamlarının Uzay Teleskopu Bilim Enstitüsü'nün izniyle, gezegen dışı gezegenleri nasıl incelediği hakkında bu videoya göz atmayı unutmayın:
