Czego możemy się dowiedzieć dzięki Webbowi? Jakie hipotezy chcecie potwierdzić albo obalić? Czy może będziecie dopiero się rozglądać za czymś, co was zainteresuje?
Wszystkie teleskopy i narzędzia obserwacyjne w nauce są wykorzystywane do tego, aby sprawdzić teoretyczne hipotezy. W przypadku powstania i ewolucji kosmosu mamy modele opracowane przez superkomputery. Dzięki Webbowi będziemy mogli je potwierdzić w rzeczywistości. Dowiemy się, czy to, co wydaje nam się, że wiemy o kosmosie, jest faktycznie prawdziwe.
Jakie efekt mogą mieć badania przy użyciu Webba?
Tak samo jak był w przypadku Hubble’a, Webb może sprawić, że będziemy musieli napisać fizykę na nowo. Oczywiście chodzi o fizykę kosmosu, bo tę naszą na Ziemi znamy już całkiem nieźle i tutaj raczej nic nie powinno się zmienić. Nauczymy się więcej o egzoplanetach, o tym jak poszukiwać planet, na których może istnieć życie. Myślę, że ciężko jest w pełni przewidzieć, jakie zmiany zapoczątkuje Webb, bo do tej pory nie mieliśmy do czynienia z tak potężnym instrumentem naukowym.
A czy wiecie, co zobaczycie? W sensie, jak będą wyglądać obrazy i zdjęcia, które Webb prześle na Ziemię?
Myślę, że będą przypominały te, które przesyłał Hubble, tylko będą jeszcze dokładniejsze i precyzyjniejsze. No i oczywiście pokażą to, czego Hubble nigdy by nie pokazał, bo łapał światło widzialne, a Webb będzie łapał światło podczerwone.
Czy spodziewacie się zobaczyć np. wybuch supernowej?
Webb będzie badał tzw. przejściowe fenomena astronomiczne jak supernowe, pulsary, nowe, gwiazdy rozbłyskowe, blazary czy galaktyki aktywne. Nie możemy kontrolować gdzie i kiedy się pojawiają, ale Webb może prawie natychmiast, w ciągu dnia albo kilku, skierować tam swój teleskop. Dotyczy to też komet, kolizji asteroid z planetami w naszym Układzie Słonecznym.
Ale jest możliwość, że któregoś dnia dostaniecie zdjęcie supernowej, o której nie mieliście pojęcia, że istnieje, czy istniała?
Jesteśmy w stanie obliczyć prawdopodobieństwo wystąpienia supernowej, ale faktycznie może się tak zdarzyć, że nas zaskoczy. Jesteśmy przygotowani na takie momenty. Mamy gotowe plany działania, gdyby do tego doszło. Wiemy, kto i co będzie robił, jakie dane będziemy zbierać i jak je przetwarzać. Te plany są już zaakceptowane i czekają na półkach na swój moment.
Co jest w nich zawarte?
Dużo spektroskopii. Chociaż rozmawialiśmy wcześniej o zdjęciach, to spektroskopia będzie głównym źródłem danych do badania. W tym przypadku rozkładamy światło na jego składowe kolory, dzięki czemu możemy zidentyfikować pojedyncze atomy i molekuły. Na tej podstawie możemy obliczyć skład chemiczny gazu, na który patrzymy, jego temperaturę i prędkość. W przypadku supernowej będziemy mogli się dokładnie dowiedzieć, w jaki sposób powstają metale, bo każdy atom metalu w kosmosie, włącznie ze śrubkami w okularach, czy obrączce, które mam na sobie powstał w wybuchu supernowej. Będziemy mogli zaobserwować i zrozumieć ten proces.
Jaka jest najdziksza hipoteza, którą może udać się potwierdzić dzięki Webbowi?
Wiele osób mówi o życiu w kosmosie? Webb akurat nie będzie go szukał, ale będzie mógł szukać planet, na których może ono wystąpić. Będzie mógł zbadać ich skład chemiczny, ich atmosferę. To da podwaliny pod kolejne misje, których celem będzie już konkretnie poszukiwanie życia pozaziemskiego. W tej chwili wiemy, że każda gwiazda ma swój układ planetarny, ale bardzo mało wiemy o samych planetach. Dzięki Webbowi dowiemy się dużo więcej.
Co by było dla ciebie osobiście największym odkryciem, jakiego może dokonać Webb?
Na pewno badanie egzoplanet jest niezwykle ciekawe. Ale tak samo zdjęcia, które Webb wykona obiektom w naszym Układzie Słonecznym, będą jedyne w swoim rodzaju. Planujemy zrobić spektroskopię gejzerów na księżycach Jowisza i Saturna. Wiemy, że pod ich grubą powłoką lodową są rozległe oceany, a spod nich wystrzeliwują gejzery. Będziemy mogli zbadać ich skład chemiczny, może tam w nich istnieje życie? Nie wiemy tego, ale Webb będzie mógł nam to powiedzieć. Tak naprawdę wszystko, na co spojrzy Webb, będzie mogło być przełomowym odkryciem. Webb daje możliwość zobaczenia kosmosu w podczerwieni w wysokiej rozdzielczości. Czyli daje nam obraz wszechświata, jakiego do tej pory nigdy nie widzieliśmy, i jest on piękny.
Mówiłeś, że Webb nie tylko opowie nam o powstaniu kosmosu, ale także o jego końcu. Czego możemy się o tym dowiedzieć?
W tej chwili wiemy, że ekspansja kosmosu przyśpiesza, ale nie wiemy dlaczego. Przypisuje się to czemuś, co nazywamy ciemną energią, ale tak naprawdę to nie mamy pojęcia, czym ona jest. Jak pewnie wiesz większość masy wszechświata, jest dla nas niewidoczna. Tworzy ją tzw. ciemna materia. Też nie wiemy, czym ona jest. Więc część kosmosu, którą faktycznie możemy zobaczyć, jest jak piana na morskiej wodzie. Podejrzewamy, że jest pod nią woda, ale widzimy tylko pianę. Webb pozwoli nam zobaczyć, jak powstawała ta piana i co się do tego przyczyniło.
Z tego, co mówisz, wychodzi, że niewiele wiemy o tym, jak powstaliśmy, co nas otacza, ani co się z nami dzieje.
To prawda. Tak naprawdę to dopiero po raz pierwszy będziemy mogli spojrzeć na to szerszym okiem. W 1990 satelita COBE wykonał zdjęcie najstarszego światła w kosmosie w momencie, gdy ten stał się przejrzysty, a światło mogło podróżować bez przeszkód. W tym samym czasie Hubble zrobił słynne zdjęcie Hubble Deep Field, które było „najgłębszym”, które pokazało nam galaktyki sprzed miliarda lat. Webb będzie mógł pokazać nam wszystko to, co wydarzyło się pomiędzy tymi momentami. Do tej pory nie mieliśmy narzędzi, żeby to zrobić.
Co byłoby najgorszym wynikiem badań Webba? Co by było najbardziej rozczarowujące?
Gdyby Webb wylądował w oceanie kilka minut po starcie. Bo jeśli już znajdzie się na orbicie i będzie działał, to nie ma możliwości, żeby Webb nie dał ciekawych wyników. Na przykład nie wiemy, dlaczego stała Hubble’a (liczba określająca prędkość rozszerzania się kosmosu) zmierzona w bliskiej przestrzeni kosmicznej jest inna niż w tej dalekiej. Nawet jeśli obserwacje Webba pokażą, że zupełnie myliliśmy się we wcześniejszych założeniach, to nie będzie to porażka, a sukces nauki. Możliwe, że z jego obserwacji zrodzi się zupełnie nowa fizyka.
Matthew Greenhouse od 1997 roku pracuje w projekcie Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba jako Project Scientist odpowiedzialny za instrumentu naukowy, czyli sam teleskop i urządzenia pomiarowe. Specjalizuje się w spektroskopii obrazowania w podczerwieni, rozwoju powiązanego z nią oprzyrządowania i technologii, naukowym projekcie lotu oraz zarządzaniu technicznym.
Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy tygodnika Wprost.
Regulamin i warunki licencjonowania materiałów prasowych.