Webbův teleskop má pozorovat zrod prvních hvězd. Mise už je připravená a schválená

Dalekohled Jamese Webba, který by se mohl podívat na samotný vznik hvězd a odhalit řadu tajemství vesmíru, je v podstatě připraven k podzimnímu startu. Mise už prošla úspěšně finální analýzou, a to znamená, že dlouho odkládanému letu by už nic nemělo zabránit.

Webbův dalekohled má zkoumat i objekty zvané kvasary
Zdroj: NASA

Mezinárodní vesmírný dalekohled Jamese Webba prošel na začátku července závěrečnou analýzou mise pro start na raketě Ariane 5 z evropského kosmodromu ve Francouzské Guyaně.

Tento významný milník potvrdil, že Ariane 5, Webbova kosmická sonda a letový plán jsou připraveny ke startu. Konkrétně také poskytuje potvrzení, že všechny aspekty nosné rakety a kosmické lodi jsou plně kompatibilní.

Během startu je sonda vystavena řadě mechanických sil, vibrací, teplotních změn a elektromagnetického záření. Všechna technická hodnocení klíčových aspektů mise, včetně trajektorie startu a oddělení užitečného zatížení, provedená společností Arianespace, ukázala pozitivní výsledky.

Vizualizace startu Webbova dalekohledu
Zdroj: NASA/ ESA

„Jsme nadšení, že jsme zvládli tento důležitý krok k vypuštění sondy a že jsme dostali zelenou od Arianespace a NASA,“ uvedl Peter Rumler, který vede projekt ESA Webb.  Dalekohled by měl letět do vesmíru ještě letos na podzim, přesné datum startu po 31. říjnu závisí na harmonogramu startů na kosmodromu a bude upřesněno blíže k datu připravenosti ke startu.

Vědci doufají, že s novým teleskopem uvidí vznik prvních hvězd

Často se říká, že pohled skrze teleskop je jako nahlížení do minulosti. Světlu ze vzdálených vesmírných objektů totiž trvá miliony let, než doputuje k Zemi. Nyní vědci dospěli k závěru, že mohou dohlédnout tak daleko, aby mohli pozorovat zrození prvních hvězd. A záběry by mohly být k dispozici už příští rok. Nový teleskop jim mohl umožnit sledovat událost, která se podle nejnovějších kalkulací odborníků odehrála mezi 250 miliony až 350 miliony let po velkém třesku a jíž se někdy říká vesmírný úsvit. Pozorování okamžiku, kdy vesmír zaplavilo světlo, je obrovským úkolem astronomie, píše list The Guardian.

„Všechny chemické prvky, které tvoří vás i mě, jsou syntetizované ve hvězdách. Takže v určitém smyslu je vesmírný úsvit naše vlastní zrození,“ míní profesor Richard Ellis z University College London, který se na výzkumu podílel. „Odhadnout, kdy se to odehrálo, a být tomu svědkem, je pro astronomy svatý grál,“ doplnil.

Zrození vesmíru se odhaduje na dobu před 13,8 miliardy let, přičemž ho odstartoval takzvaný velký třesk. Během prvních několika stovek milionů let to bylo tmavé místo bez hvězd, tvořené vodíkem a zaplavené reliktním zářením (známým jako kosmické mikrovlnné pozadí). Postupně se vodíkové mraky začaly gravitací shlukovat a zahřívaly se, až dosáhly teplot, jaké panují ve středu Slunce, kdy mohla nastat jaderná fúze. Tak se zrodily první hvězdy.

Sledovat tuto událost je zatím za hranicí možností současných dalekohledů. Ale mohlo by to být možné s využitím teleskopu Jamese Webba. „Na základě našich měření předpovídáme, že bude mít citlivost, (která umožní) sledovat vesmírný úsvit,“ uvedl Ellis.

Pohled na mladý vesmír

Aby toho astronomové docílili, musejí nejprve vědět, kam se dívat. Ellis společně s dalšími mezinárodními výzkumníky použili záběry z Hubbleova teleskopu a Spitzerova teleskopu, aby prozkoumali šest z nejvzdálenějších známých galaxií. Znamenalo to dostat se na hranici možností těchto zařízení, ale díky zkombinování jejich záběrů s měřeními z výkonných pozemních dalekohledů vypočítali, že vzdálenost těchto galaxií od Země odpovídá „ohlédnutí zpět v čase“ do doby před více než 13 miliardami let, kdy byl vesmír jen 550 milionů let starý.

Analýzou hvězdného svitu z těchto galaxií byli schopni také vypočítat věk tamních hvězd. „Naše pozorování naznačují, že vesmírný úsvit nastal mezi 250 a 350 miliony let po zrození vesmíru. A že v době svého vzniku by galaxie jako ty, které jsme studovali, byly dostatečně prosvětlené, aby je šlo vidět s vesmírným teleskopem Jamese Webba,“ podotkl Nicolas Laporte z Cambridgeské univerzity, jenž výzkum vedl.

Výsledky bádání, které byly publikované v odborném časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, také naznačují, že zrození prvních hvězd byl spíše postupný proces, a nikoliv jediná koordinovaná exploze světla. „Zjistili jsme, že věk šesti galaxií, které jsme pozorovali, se mírně liší. Takže nevznikly všechny najednou,“ upřesnil Ellis.

Riskantní projekt

Dalekohled Jamese Webba má v budoucnu nahradit již dosluhující Hubbleův teleskop, který rovněž patří americké NASA. Pokud jeho vypuštění vyjde podle plánu, bude v příštím desetiletí přední vesmírnou observatoří, která bude k dispozici tisícům astronomů po celém světě.

Je to však vysoce riskantní mise, protože zrcadlo a solární panely dalekohledu se musí rozvinout ve vesmíru a zařízení bude posláno na oběžnou dráhu kolem Slunce – ale až za Měsícem, což znamená, že existuje jen malá šance na jeho opravu, pokud se něco pokazí. „Když půjde James Webb nahoru, budeme mít srdce až v krku, všechno musí klapnout,“ nechal se slyšet Ellis.

Možná bude také nutné mírnit očekávání toho, jak vesmírný úsvit vypadal, pokud ho tedy teleskop bude moci přímo pozorovat. „Pokud byste tam byli, bylo by tam hodně vznikajících malých hvězd. A v období 100 milionů let by vzniklo mnoho dalších, takže by to byla dramatická událost,“ popisuje Ellis. „Problém je, že s teleskopem uvidíte jen hrstku objektů, které by mohly být kandidáty na vesmírný úsvit. Budeme se muset na ně podívat detailně a zjistit, zda neobsahují těžké chemické prvky, což by odpovídalo první generaci hvězd,“ vysvětlil vědec.

Z „filmového“ hlediska tedy pozorování může být zklamání, z pohledu vědy by však mohlo být velmi významné.