Vesmírný dalekohled Jamese Webba je v cíli. Teď zkusí zachytit záření prvních galaxií ve vesmíru

25. leden 2022

Kosmický dalekohled Jamese Webba (JWST) dosáhl své konečné pozice. Obíhá teď kolem Slunce ve vzdálenosti jednoho a půl milionu kilometrů od Země. Astronomům by měla tato unikátní kosmická observatoř z dílny americké, evropské a kanadské vesmírné agentury mimo jiné zprostředkovat pohled na první galaxie ve vesmíru.

Poslední manévr trval asi pět minut a nejvýkonnější vesmírný dalekohled historie se díky němu včera večer dostal na svoji dráhu kolem takzvaného Lagrangeova bodu číslo dva (L2), kde se vyvažují gravitační vlivy Země a Slunce.

Teleskop zároveň obíhá kolem Slunce a umožňuje v průběhu roku pozorovat celou oblohu v infračerveném spektru. To ovšem vyžaduje udržení nízké teploty celého satelitu a jeho ochranu před slunečním zářením.

Dalekohled proto během měsíční cesty kosmem zvládnul rozložit obří zrcadlo, které připomíná medovou plástev složenou z 18 zlatých hexagonů a gigantický tepelný štít velký asi jako tenisový kurt.

Citlivá soustava přístrojů na dalekohledu za více než 10 miliard dolarů teď musí projít kalibrací a ochlazováním, což bude trvat ještě zhruba pět měsíců.

„Sluneční štít skutečně zrychlil ochlazování, ale musíme si uvědomit, že vesmírné prostředí není takové jako tady na Zemi. Na Zemi máme procesy přenosu tepla, jako je konvekce a kondukce, a v kosmu jsme omezeni na sálání, proto odvádění tepla trvá mnohem déle,“ uvedla na tiskové konferenci konstruktérka NASA Scarlin Hernandezová s tím, že ochlazení přístrojů na požadovanou teplotu 40 K (-233 ℃) bude trvat ještě asi 98 dní.

Provedeme opravdu drobné pohyby, které je posunou o pouhé mikrony a nanometry.
Scarlin Hernandezová

Také je potřeba srovnat jednotlivá zrcadla, aby mířila na společný bod.

„Provedeme opravdu drobné pohyby, které je posunou o pouhé mikrony a nanometry. Náš nejmenší pohyb bude asi 10 nanometrů. To je asi jedna desetitisícina tloušťky lidského vlasu. Každým zrcadlem budeme pohybovat velmi opatrně, až dosáhneme úplného vyrovnání našeho ikonického zlatého zrcadla a konečně zaostříme dalekohled,“ popsala Hernandezová.

Když byl vesmír mladý

Když vše půjde nadále podle plánu, tak by měly být na Zemi během léta první snímky s potenciálem změnit náš pohled na ranou fázi vesmíru před více než 13,5 miliardami let.

Nebudeme se dívat takříkajíc do samotného ‚okamžiku‘ velkého třesku, ale zajímá nás, jak vznikly první galaxie.
Amber Straughnová

Dalekohled může mimo jiné přiblížit, jak vesmír vypadal, když byl starý jen několik set milionů let. Jak uvedla astronomka NASA Amber Straughnová vědci doufají, že uvidí první objekty, které tehdy vznikaly:

„Nebudeme se dívat takříkajíc do samotného ‚okamžiku‘ velkého třesku, ale zajímá nás, jak vznikly první galaxie. To je část vesmíru, kterou jsme nikdy předtím neviděli. Samozřejmě jsme viděli snímky jakéhosi zářivého pozůstatku velkého třesku v kosmickém mikrovlnném pozadí, ale v té době tam žádné objekty nebyly. Bylo tam jen záření a prvky. A tak hledáme okamžik, kdy se z tohoto raného vodíku a helia začaly tvořit první hvězdy ve vesmíru.“

Ten dalekohled je tak citlivý, že by ze Země dokázal detekovat teplo vycházející z jednoho čmeláka na Měsíci.
Martin Topinka

Tak daleko Hubbleův dalekohled, dosud nejvýkonnější vesmírný teleskop, který funguje na oběžné dráze Země více než třicet let, nedohlédne vzhledem k rozpínání vesmíru a také kvůli prachu. Webb je podle astronoma Martina Topinky zhruba stokrát citlivější a pracuje v jiné části elektromagnetické záření. Tam, kde Hubble končí, Webb začíná.

Čtěte také

„Ten dalekohled je tak citlivý, že by ze Země dokázal detekovat teplo vycházející z jednoho čmeláka na Měsíci. Otevře nám nové okno do míst, kam jsme se v životě nedívali. Spousta oblastí ve vesmíru, například tam, kde se rodí hvězdy a vznikají nové planety, se většinou nachází v protoplanetárních discích, které jsou plné prachu. Skrze něj tam není opticky vidět. Hubbleovým dalekohledem tam uvidíte možná pár desítek nebo stovek hvězd, které jsou na okraji toho oblaku. Zatímco v infračerveném oboru jich uvidíte statisíce nebo miliony. To je úplně o něčem jiném,“ upozorňuje Martin Topinka z Ústavu teoretické fyziky a astrofyziky Masarykovy univerzity v Brně.

Topinka se podílel na vývoji počítačového simulátoru MIRI, jednoho z hlavních senzorů na novém dalekohledu a účastní se také několika pozorování, které Webb provede v rámci prvního cyklu.

Mezi ty patří i průzkum exoplanet. V atmosféře vybraných vzdálených planet budou vědci hledat podmínky vhodné pro život. Dalekohled už má v plánu stovky různých pozorování, ale na jeho výzkumech se můžou podílet badatelé z celého světa, kteří mají možnost přicházet s návrhy, kam by měl Webb v budoucnu zamířit své senzory v dalších pozorovacích cyklech. Otázkou je, kolik jich celkem bude.

Palivo na deset až dvacet let

Dalekohled by měl podle předběžných očekávání mít dostatek paliva na desetiletou misi. Odborný pracovník Hvězdárny a planetária hlavního města Prahy Jan Spratek ovšem podotýká, že nejspíš bude delší.

Čtěte také

„Po úspěšných korekčních manévrech a díky tomu, že evropské raketě Ariadne 5 se podařilo odstartovat naprosto přesně tak, jak měla, inženýři hned po prvních propočtech zjistili, že palivo by teleskopu Jamese Webba mělo vydržet až na dvacet let. Uvidíme, jak budou vypadat nějaká další zpřesnění. Ale já bych si dovolil tipnout, že palivo by mělo vystačit na nějakých osmnáct let,“ podotýká Jan Spratek s tím, že v budoucnu by hypoteticky mohla životnost prodloužit tankovací mise.

Teleskop LUVOIR by měl mít ještě větší zrcadlo. Měl by být schopné zvládnout ultrafialové, viditelné i infračervené spektrum.
Jan Spratek

Pilotovaný let je vzhledem ke vzdálenosti nepravděpodobný, ale robotická loď by teoreticky mohla palivo doplnit. Konstruktéři dalekohledu s touto možností počítali. Ačkoliv mise dalekohledu Jamese Webba je na samém počátku, už teď se rýsuje jeho možný nástupce.

„Teleskop LUVOIR by měl mít ještě větší zrcadlo a sluneční štít o rozměru až 77 metrů. Toto zařízení by mělo být schopné zvládnout ultrafialové, viditelné i infračervené spektrum. Plánovaný start je teď na rok 2039. Ale to je otázka. Nicméně už je provedena technologická studie složení do rakety a ta byla úspěšná,“ uzavírá Jan Spratek.

JWST měl podle původních plánů odstartovat do kosmu už v roce 2007 a stát zlomek konečné ceny.

Poslechněte si celou reportáž Štěpána Sedláčka i další novinky z Vědy Plus.

Spustit audio