Projenin ilk tasarlanmasından bu yana, bilim adamları hevesli bir şekilde James Webb Uzay Teleskopu (JWST) uzaya gidecek. Planlanan halef olarak Hubble JWST, güçlü kızılötesi görüntüleme özelliklerini kullanarak Evrendeki en uzak nesneleri (ilk galaksilerin oluşumu gibi) incelemek ve yakındaki yıldızların etrafındaki ekstra güneş gezegenlerini incelemek için kullanacak.
Bununla birlikte, hangi hedeflerin JWST’lerin ilk olacağı hakkında birçok spekülasyon ve konuşma yapıldı. Neyse ki, Zaman Tahsis Komitesi'nin tavsiyesi ve kapsamlı bir teknik incelemenin ardından, Uzay Teleskop Bilim Enstitüsü (STScI) kısa süre önce JWST'nin hizmet çalışmasında ilk beş ayını harcayacağı on üç bilim “erken sürüm” programını seçtiğini açıkladı .
JWST Direktörünün İsteğe Bağlı Erken Sürüm Bilim Programının (DD-ERS) bir parçası olarak, bu on üç hedef titiz bir hakem değerlendirmesi süreci tarafından seçildi. Bu, 18 ilçeden 253 araştırmacı ve 100'den fazla teklif arasından seçim yapan 106 bilimsel kurumdan oluşuyordu. 6 aylık devreye alma süresi sona erdikten sonra her programa 500 saat gözlem süresi ayrılmıştır.
Uzay Teleskopu Bilim Enstitüsü (STScI) direktörü Ken Sembach'un ESA basın açıklamasında şunları söyledi:
“Alınan tekliflerin kalitesinden çok etkilendik. Bu programlar sadece büyük bilim üretmekle kalmayacak, aynı zamanda bu olağanüstü gözlemevinin dünya çapında bilimsel topluluğa yönelik araştırma yeteneklerini göstermek için eşsiz bir kaynak olacaktır.… Araştırma topluluğunun olabildiğince erken, bilimsel olarak verimli olmasını istiyoruz, bu yüzden yönetmenin yaklaşık 500 saatlik isteğe bağlı zamanını bu erken sürüm bilim gözlemlerine ayırabildiğim için çok mutluyum..”
Her program, JWST’nin NASA, Avrupa Uzay Ajansı (ESA) ve Kanada Uzay Ajansı (CSA) tarafından desteklenen dört bilimsel araç paketine dayanacaktır. Bunlar arasında ESA tarafından geliştirilen Yakın Kızılötesi Spektrografı (NIRSpec) ve Orta Kızılötesi Enstrüman (MIRI) ile NASA ve STScI tarafından geliştirilen Yakın Kızılötesi Kamera (NIRCam) ve Yakın Kızılötesi Görüntüleyici ve CSA tarafından geliştirilen Yarıksız Spektrograf (NIRISS).
Seçilen on üç program, astronomik topluluğun Hubble galaksinin oluşumu ve galaksiler arası ortam hakkında, Evrenin ilk dönemlerinden günümüze kadar veri toplamak için yarıksız spektroskopi ve önceki araştırmaları yürütmek. Bu programın Baş Araştırmacısı (PI), California Los Angeles Üniversitesi'nden Tommaso Treu'dur.
Bir diğeri, koordine bir ekstragalaktik araştırma oluşturmak için örtüşen gözlemler yürütecek Kozmik Evrim Erken Yayın Bilimi (CEERS) programıdır. Bu anket, gökbilimcilerin Evrenin ilk görünür ışığını (Big Bang'den yaklaşık 240.000 ila 300.000 yıl) ve Reionization Çağından (Big Bang'den yaklaşık 150 milyon ila 1 milyar yıl sonra) bilgi almasını sağlamayı amaçlamaktadır. ve ilk gökadaların oluştuğu dönem. Bu program için PI Austin Texas Üniversitesi'nden Steven Finkelstein.
Bir de Transiting Exoplanet Topluluğu Erken Sürüm Bilim Programı var. Hubble, Spitzer, ve Kepler dış gezegen araştırmaları yaparak uzay teleskopları. Selefleri gibi, bu, aralarında ve gözlemciden (yani Transit Fotometri) geçen gezegenlerin neden olduğu parlaklıktaki periyodik düşüşler için yıldızların izlenmesinden oluşacaktır.
Bununla birlikte, önceki görevlerle karşılaştırıldığında, JWST, geçiş yapan gezegenleri, kendi atmosferik kompozisyonları, yapıları ve dinamikleri hakkında hacimleri ortaya çıkarması beklenen eşi benzeri görülmemiş bir ayrıntıda çalışabilecektir. PI'nin California Berkeley Üniversitesi'nden Imke de Pater olduğu bu programın gezegenleri, gezegen oluşumunu ve yaşamın kökenlerini anlamamızda devrim yaratması bekleniyor.
Ayrıca, dış gezegenlerin araştırılmasına odaklanan, doğrudan görüntülenen gezegenlere ve çemberler enkaz disklerine odaklanacak olan Dış Gezegenlerin ve Dünya dışı Sistemlerin Yüksek Kontrastlı Görüntüleme programıdır. Bir kez daha amaç, JWST’nin, dış gezegenlerin atmosferik yapısı ve bileşimleri ile enkaz disklerinin bulut parçacık özellikleri hakkında ayrıntılı analizler sağlamak için gelişmiş yeteneklerini kullanmaktır.
Ancak elbette, Jüpiter ve Jovian Sistemine odaklanacak programın gösterdiği gibi, tüm programlar Güneş Sistemimizin ötesindeki şeylerin incelenmesine adanmamıştır. Tarafından yapılan araştırmaya ekleme Galileo ve Juno JWST, Jüpiter'in bulut katmanları, rüzgarlar, kompozisyon, auroral aktivite ve sıcaklık yapısının haritalarını karakterize etmek ve üretmek için araç setini kullanacak.
Bu program aynı zamanda Jüpiter'in en büyük uydularına (“Galilean Moons”) ve gezegenin halka yapısına odaklanacak. JWST tarafından elde edilen veriler, Io’nun atmosferi ve volkanik yüzeyi, Ganymede’nin yavaş atmosferi haritaları üretmek, bu ayların termal ve atmosferik yapısını sınırlamak ve yüzeylerindeki tüyleri aramak için kullanılacaktır. ESA Bilim Direktörü Alvaro Giménez'nin dediği gibi:
“Astronomi topluluğunun James Webb Uzay Teleskopu için ilk bilimsel programların ne olacağını tasarlama ve teklif etme konusundaki katılımını görmek heyecan verici. Webb, Evren hakkındaki anlayışımızı kökten değiştirecek ve bu erken gözlemlerden ortaya çıkacak sonuçlar, astronomide heyecan verici yeni bir maceranın başlangıcını işaret edecektir. ”
En az beş yıl sürecek olan misyonu sırasında (uzantıları kısıtlama) JWST, modern astronomideki diğer birçok kilit konuya da değinerek, Evreni Hubble'ın görebildiği sınırların ötesinde araştırıyor. Ayrıca, mekânın genişlemesi ile ışığı kızılötesi dalga boylarına uzanan galaksileri inceleyerek Hubble tarafından yapılan gözlemlere de dayanacaktır.
Kozmik evrimi haritalamak için daha geriye bakmanın ötesinde, Webb aynı zamanda doğru kitle tahminleri elde etmek amacıyla en büyük gökadaların merkezlerinde yatan Süper Kütleli Kara Delikleri (SMBH) de inceleyecek. Son olarak, Webbwill, başlangıçta Jüpiter boyutlu dünyalara odaklanan ve daha sonra daha küçük süper Dünyaları incelemek için odağı değiştirerek yeni yıldızların ve gezegenlerinin doğumuna odaklanacak.
JWST Kıdemli Proje Bilimcisi ve NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nde Kıdemli Astrofizikçi John C. Mather de seçilen programlara duyduğu coşkuyu dile getirdi. “Astronomların Webb teleskopu için en büyüleyici hedeflerinin listesini görmek beni çok heyecanlandırdı ve sonuçları görmek için son derece hevesliyim” dedi. “Bulduklarımıza tamamen şaşırmayı umuyoruz.”
Yıllardır, gökbilimciler ve araştırmacılar, JWST'nin ilk gözlemlerini toplamaya ve yayınlamaya başladığı günü hevesle bekliyorlar. Pek çok olasılık ve keşfedilmeyi bekleyen çok sayıda beklemeyle, teleskopun konuşlandırılması (2019 için planlanan) yakında gerçekleşemeyecek bir olay!
