Mandag kveld ble president Joe Biden og NASA løslatt det første komplette bildet fra James Webb Space Telescope (JWST), varsler en ny æra av vitenskapelig observasjon.
Tirsdag morgen, under åpningsreplikken for JWST-bildeutgivelsene, spurte Webb-programdirektør Greg Robinson publikum på NASAs Goddard Campus om noen hadde sett scenen utgitt i går kveld.
“Vel,” sa han, etter at folk jublet entusiastisk. “Du har ikke sett noe ennå.”
JWST-teamet har gitt ut fem bilder fra de første seks månedene med flyvning og observasjon. Teleskopet er det største og kraftigste observatoriet som slippes ut i verdensrommet, og en del av styrken er evnen til det ta bilder gjennom infrarødt lys— Det tilfører dybde som det menneskelige øyet ikke kan oppdage.
Teleskopet er i stand til å se gjennom støv og skyer for å se fødselen av stjerner og galakser for mer enn 13,1 milliarder år siden, lenger tilbake i tid enn menneskeheten tidligere hadde vært i stand til å observere. Universet er estimert til å være 13,8 milliarder år gammelt, noe som betyr, som NASA-administrator Bill Nelson sa tirsdag, at mennesker er nærmere enn noen gang før å forstå hva som skjedde etter Big Bang, da universet startet.
“Vi vil avgjøre spørsmål vi ikke engang vet å stille,” sa Nelson.
[Related: What comes after the James Webb Space Telescope? Some astronomers want LIFE.]
JWST-bildene viser klynger av galakser som ble dannet omtrent da solen og jorden ble dannet, vanndamp i atmosfæren til en eksoplanet 1000 lysår unna, den planetariske tåken rundt en døende stjerne, den kosmiske utviklingen av galakser, og stjernenes fødsel.
Og alt dette er bare begynnelsen, sa Jane Rigby, Operations Project Scientist for JWST. Med drivstoff i ytterligere 20 år, forventes teleskopet å samle inn data som forskere ennå ikke har utviklet spørsmålene for.
Før dette tok det Hubble to uker å ta det fjerneste bildet noensinne av en galakse. JWST vil kunne ta bilder enda fjernere på kortere tid – alle disse bildene ble tatt i løpet av en uke. “Med Webb,” sa Rigby, “vi gjorde dette før frokost.”
Carina-tåken (over)
Det øverste bildet glitrer av stjerner – inkludert nylagde – i et hav av gass og støv. JWST fanget en del av Carina-tåken, et område kalt NGC 3324, og avslørte nye regioner der spedbarnsstjerner blir født. Synlig lys kan ikke oppdage stjernebarnehagene, takket være det kosmiske støvet i veien. Men fordi JWST er Nær-infrarødt kamera og Midt-infrarødt instrument bruker infrarødt lys, kan teleskopet trenge gjennom støvet, avduke hundrevis av stjerner og til og med galakser i bakgrunnen.
Ultrafiolett stråling fra de unge stjernene har skåret inn i veggen til tåken, og skapt utseendet til fjellknauser og kløfter på bildet, som NASA kalte de kosmiske klippene. Scenen, 7600 lysår unna, er enorm: Noen av søylene av støv og ionisert gass er 7 lysår høye.
Den sørlige ringtåken
To JWST-kameraer observerte den sørlige ringtåken, også kjent som NGC 3132. To stjerner, som går i bane rundt hverandre, er innkapslet i lag med gass og støv 2500 lysår unna Jorden. En av stjernene nærmer seg slutten av sitt liv; mens den dimper, driver solen ut kosmisk rusk i skålformede skjell.
Data fra disse bildene vil hjelpe astronomer å forstå denne typen hendelser, kjent som planetariske tåker, mer detaljert. De gassfylte pustene er siste gisp i sakte film. Det tar titusenvis av år for planetariske tåker å slukke. I mellomtiden kan forskere studere bilder som dette for å forstå hvilke molekyler som utgjør stjernenes likklede.
Veps-96 b
Selv om det ikke er så prangende som noen av JWSTs andre bilder, avslører disse dataene at vanndamp er tilstede i atmosfæren til en eksoplanet – en planet utenfor solsystemet vårt – mer enn 1000 lysår unna. Denne informasjonen vil være avgjørende for å søke etter potensielt beboelige planeter utenfor jorden. WASP-96 b er bare en av mer enn 5000 bekreftede eksoplaneter i Melkeveien, og er en ekstremt varm, gassgigantisk planet i motsetning til Venus eller Jupiter. Den er også varmere og “puffere” enn noen planet som kretser rundt solen vår, med en temperatur som presser 1000 °F og halvparten av Jupiters masse, men 1,2 ganger større diameter.
21. juni målte Near-Infrared Imager og Slitless Spectrograph på JWST lys fra WASP-96 b-systemet i mer enn seks timer, og produserte en lyskurve som gir mer data om sammensetningen av eksoplanetens atmosfære. På kartet indikerer toppene og dalene tilstedeværelsen av vanndamp oppdaget i lysets bølgelengder, og viser tegn på dis og skyer som tidligere studier av WASP-96 b ikke klarte å oppdage.
Stephans kvintett
Denne mosaikken, konstruert av nesten 1000 bildefiler og mer enn 150 millioner piksler, er JWSTs største bilde hittil. Fem galakser er sett her. Den ene, kalt NGC 7318B, river en destruktiv bane gjennom klyngen. JWST har fanget sjokkbølgene fra dens inntrenging, så vel som gass og støv som er trukket inn i virvler og svinger mens galaksenes gravitasjoner samhandler.
Fordi fire av de fem er så nærme, på kosmisk skala, gir de det NASA kaller et “laboratorium” for å studere grunnleggende prosesser i galaktisk evolusjon. Her har galaksene forstyrret hverandres gasser, og har til og med utløst dannelsen av nye stjerner hos naboene.