Július 11-én este a NASA a Fehér Ház közreműködésével bemutatta az első képet, amit a 2021. december 25-én fellőtt James Webb űrteleszkóp (JWST) készített. Joe Biden amerikai elnök történelmi pillanatnak nevezte, mivel az űrtávcső eddig soha nem látott galaxisokat és csillagokat kap lencsevégre, ami átírhatja az eddig alkotott elképzeléseket a világegyetemről. A 10 milliárd dollárba kerülő projekt a Hubble űrtávcső helyére lépett, s már most, az első képekkel messze túlszárnyal minden elképzelést. A hétfői rövid bemutatót követte a keddi, hivatalos és hosszabb esemény is, ahol még négy másik, eddig soha nem látott képet mutattak be.
NASA eddigi legnagyobb és legerősebb műszerének egyik feladata, hogy befogja az Univerzum első galaxisainak fényét, az idő és tér olyan területét vizsgálva, ami egészen eddig láthatatlan volt számunkra. Ezen kívül Naprendszerünk bolygóit és égitesteit, valamint azok fejlődését vizsgálja, majd ezeket hasonlítja össze más exobolygókkal, olyan bolygókkal, amik más csillagok körül keringenek. Majd olyan exobolygókat vizsgál, amik csillagjuk élhető zónáján belül keringenek, ott, ahol létezhet folyékony víz a planéta felszínén, majd ezekről megállapítja, van-e lakható részük, vagy sem.
Az első kép, amit a hétfői kisebb bemutatón mutattak be, egy korábban a Hubble által is felvett galaxishalmazt mutat, most már a JWST sokkal részletesebb feldolgozásával. A Hubble, akkoriban áttörő jellegű felfedezése a 100 óráig készített Hubble Deep Field volt, amit Webb 12,5 óra alatt örökített meg. A kép egy olyan galaxishalmazt mutat, ami gravitációs lencseként működik, ami annyit jelent, hogy felerősíti a mögüle érkező halványabb galaxisok fényét, így azok is jól láthatóak lesznek. Mindkét esetben azért jelentett hatalmas áttörést a csillagászat területén a kép, mert az űr egy szeletének olyan mélyvizsgálata volt, ami bizonyította, hogy az űrnek olyan kicsi szegmense is, mint amit egy, az ég felé kinyújtott homokszem fed le, is számtalan sok galaxissal rendelkezik. A Webb által készített felvétel eddig a legélesebb infravörös tartományban készült kép, ami a legmélyebbre lát az űrben. Ez a lenyűgöző galaxishalmaz, amit a képen láthatunk, hivatalos nevén SMACS 0723, 4,6 milliárd évvel ezelőtti állapotában látható.
A következő kép, amit közzétettek a Vitorla csillagképben a 2500 fényévnyire lévő NGC 3132 planetáris ködről készült, köznyelvi nevén a Gyűrűs-köd, ami egy haldokló csillagtól távolodó gázfelhő. A kép közepén látható csillag, bár kiemelkedő helyen látszódik Webb felvételében, valójában csak mellékszerepet játszik a körülötte kialakuló köd létrehozásában. A központi csillag mellett picivel balra elhelyezkedő csillag, egy fehér törpe a köd igazi forrása (ami ezen a képen nem látható). Évezredek óta már legalább nyolc rétegnyi gáz- és porfelhőt ontott ki magából. A centrumban lévő fényes csillag turbulenciával segít felkavarni a körülötte lévő ködöt, így megváltoztatva a gyűrűk alakját. A két csillag szoros pályán kering egymás körül, ami arra kényszeríti a fehér törpét, hogy különböző irányokba bocsájtsa ki a fölös anyagot, ami ezeket a szaggatott, eldeformálódott gyűrűket eredményezi. A központi, fényes csillagból több száz, fényes vonal vág át a körülötte elterülő ködön, mint ahogy a napsugarak tűznek át a felhőkön – de nem minden fény jut ki a ködből. A kékeszölden világító központi rész ködsűrűsége onnan látható, hogy mennyire opálos, vagy átlátszó az adott terület. A mélyebb, kékeszöld területek azt jelzik, hogy ott a gáz- és porfelhő sűrűbb, így a fény nem tud átjutni. De ez nem csak egy bolygóköd éles képe – hanem a mögötte elterülő űr objektumait is felfedi nekünk. A gyűrűs köd átlátszó vörös részei – és minden más, ami azon túl elterül – tele van távoli galaxisokkal.
A következő kép, a Hajógerinc csillagképben található, Éta Carinae-köd egyik szeglete. Szintén planetáris köd, de tudományos szempontból teljesen más jelentőséggel bír, ugyanis ez a terület csillagok születéséért felelős. A képen a területnek csupán a szélét láthatjuk, amit egyébként NGC 3324-nek hívnak. Az infravörös kamerával felvett kép először mutat be eddig olyan láthatatlan területeket, ahol csillagok születnek. Köznyelvi nevén a „Kozmikus Szirtek” látszólag háromdimenziós képe úgy néz ki mintha egy szirtes hegycsúcsot világítana meg az éjszakai holdfény. A képen azonban a legmagasabb csúcsok nagyjából 7 fényév magasak. A mélyedésekkel teli területet a ködből hatalmas, nagyon forró fiatal csillagoktól származó csillagközi szél és intenzív ultraibolya sugárzás vájta ki.
Mindezeken kívül még két másik képet hoztak nyilvánosságra, egyik egy WASP-96b névre hallgató exobolygó és annak összetételéről szóló kép volt. Egy 1150 fényévnyire keringő forró gázóriás felszínén víznek a nyomaira bukkantak, valamint Webb segítségével képesek voltak analizálni a bolygó légkörének összetételét. Az utolsó kép, amit bemutattak, a Stephan’s Quintet volt, amit már a Hubble által láthattunk pár feldolgozásban, ám ilyen részletgazdagon még soha. A hatalmas mozaikkép a JWST eddigi legnagyobb fényképe, több mint 150 millió pixelével 1000 különálló kép összedolgozása öt galaxis interakcióját mutatja meg.
A Látható Fényen Túl, az Infravörös Spektrum
A szivárvány színei, amit az emberi szem lát, igazából csak egy nagyon kicsi szegmense a fény teljes tartományának, amit a tudományban elektromágneses spektrumnak neveznek. A látható fény, vagy akár a mikrohullámok is elektromágneses hullámok. Tárgyak, amik nem rendelkeznek saját fénnyel (ezért számunkra láthatatlanok a sötétben) sugározhatnak más hullámhosszon is, például infravörösen vagy ultraibolya sugárzásban. A JWST a látható fényskála vörös végén túli fényt észleli, a közeli-, valamint közép infravörös hullámhosszokat. Az emberek ezt úgy érzékelik, mint a hő, míg más állatok, például a kígyók képesek „látni” az infravörös energiát. A látható fény rövid hullámhossza lepattan porszemcsékről, így nehézzé téve, hogy kiszökjön sűrű planetáris ködökből, gáz-és porfelhőkből.
A világűrben minden test elektromágneses sugárzást bocsát ki. Minél nagyobb egy test hőmérséklete, annál több energiát bocsát ki magából, aminek hullámhossza annál rövidebb. A hidegebb objektumok kevesebb energiát bocsátanak ki, ezért hullámhosszuk is hosszabb lesz. Az infravörös sugárzás megfigyelésével pedig olyan hidegebb objektumokat is vizsgálhatnak, amelyek nem rendelkeznek kellő hővel, energiával, hogy a látható fényben sugározzanak, de a hosszabb hullámhosszú infravörös fényük könnyebben jut át poron, planetáris ködökön. Ebbe a tartományba tartoznak bele azok a születendő csillagok, amiket sűrű gáz- és porfelhő takar el, lehetetlenné téve, hogy a látható fényük kijusson, objektumok, mint a barnatörpék és korai galaxisok, vagy a Tejútrendszer központi részét eltakaró ugyanilyen por- és gázfelhők, amik blokkolják az onnan kijutni akaró fényt. A fentebb említett NGC 3324 szektor is csak Webb infravörös kamerájának köszönhetően látszódik, így képes a JWST ezeket észlelni, és egy olyan rejtett univerzumot a szemünk elé tárni, amit eddig nem láthattunk.
A Mindenség Kezdete és Annak Vizsgálata
És hogyan tudják vizsgálni az Univerzum kezdetét csupán egy infravörös űrtávcsővel? Mivel a fénynek idő kell, hogy elérjen egyik helyről a másikra, ezért késés van aközött, ami történt és amikor mi azt meglátjuk. Egy szoba kicsiny területén, a fény ideje, hogy elérjen a villanykörtéből a szoba sarkaiba, olyan kevés, hogy észre sem vesszük. A Föld és a Hold között a fény utazási ideje 1,3 másodperc, vagyis a Hold 1,3 másodperccel ezelőtti állapotát látjuk. Az Univerzum hatalmas méretével felszorozva a fénynek sok-sok évbe telik, hogy eljusson hozzánk.
Egy jelenség miatt, amit úgy hívnak kozmológiai vöröseltolódás, a látható fény az űr tágulása miatt megnyúlik, átkerülve ezzel az infravörös fénytartományba. Az első galaxisok ősi fényei is ezen a folyamaton mennek keresztül, így az infravörös fényre specializálódott Webb képes ezeket a fényeket befogni. Minél nagyobb a vöröseltolódás, vagyis minél vörösebb egy objektum, annál nagyobb távot tett meg a fénye, ezért annál öregebb is lesz. Ezen galaxisok vizsgálatával a tudósok képesek lesznek az Univerzum kezdetével kapcsolatos kérdések közül jó néhányat megválaszolni.
