TEMA BROJA

Sanja Stanković

Daleki svemir / Teleskop “Džejms Veb”

Za pogled u istoriju svemira

Krajem prošle godine, u svemir je lansiran “Džejms Veb” dosad najveći teleskop kojeg je izradila NASA, posle više od dve decenije rada. Stručnjaci predviđaju da će istraživanja ovim  teleskopom bitno promeniti naše razumevanje svemira i čovečanstvu pomoći da sazna odakle dolazimo i gde je još u svemiru moguće živeti.
Počev od 1990. godine, teleskop “Habl” suočio je čovečanstvo sa brojnim otkrićima, omogućio da se odredi starost svemira (13,8 milijardi godina) i utvrdi da se svemir sve brže širi. Pomoću ovog teleskopa otkriveno je da je u središtu skoro svake veće galaksije crna rupa, izrađene su trodimenzionalne karte tamne materije, otkrivena su dva Plutonova meseca, Niks i Hidra.

Teleskop “Džejms Veb” ima ogledalo slično saću, veličine 6,5 m, sunčani štit veličine teniskog igrališta, 4 kamere i senzorske sisteme za prikupljanje podataka. “Vebovo” primarno ogledalo presreće crvenu i infracrvenu svetlost koja putuje kroz svemir i odbija je na manje, sekundarno ogledalo. Zatim sekundarno ogledalo svetlost usmerava ka instrumentima za snimanje svetlosti na različitim talasnim dužinama.
Ogledalo teleskopa “Džejms Veb” izrađeno je od 18 manjih delova koji su, zbog lansiranja, složeni kao origami, a u svemiru će se rasklopiti u jedinstveno ogledalo. Na površinu ogledala je nanesen tanki zlatni sloj koji odbija infracrvenu svetlost.
Teleskop bi trebalo da omogući uvid u početke svemira, više od 13,5 milijardi godina unazad, kada su tamu ranog svemira osvetlile prve zvezde i galaksije od vodonika i tamne materije. Zbog toga stručnjaci opisuju ovaj teleskop kao vremeplov jer, što se dublje gleda u svemir, vidi se dalje u prošlost. Jedna od glavnih uloga “Džejmsa Veba” je da se utvrdi kako je svemir izgledao u samom početku, kada je bio star samo jedan delić današnje starosti i kada su počele da nastaju prve galaksije. Razumevanje razvoja galaksija i zvezda u prošlosti osnova je za razumevanje svemira kakav je danas. A tu se postavlja i osnovno pitanje: odakle dolazimo?

Kosmološki crveni pomak

Razlog zbog kojeg “Džejms Veb” vidi dalje od “Habla” je u tome što svemir gleda drugačijim „očima“. Dok je “Habl” gledao mahom u ultraljubičastoj i optičkoj svetlosti, “Džejms Veb” to čini u daljim talasnim dužinama - u infracrvenom spektru, što omogućava prepoznavanje vrlo dalekih, slabih svetlosnih signala. Ovo je povezano sa sve bržim širenjem svemira, zbog kojeg se predmeti u svemiru od nas udaljavaju onoliko brže koliko ih dalje gledamo. Slično se događa i sa svetlošću. Zbog širenja svemira, talasna dužina svetlosti, koja je emitovana kao vidljiva ili ultraljubičasta, pomera se u dalje, crvene talasne dužine, što astronomi nazivaju kosmološkim crvenim pomakom: što je objekat udaljeniji, svetlost se više proteže dok dopre do nas.
Za proučavanje nastajanja zvezda i galaksija naučnici koriste infracrvenu svetlost, koja je važna i za druga posmatranja, na primer egzoplaneta (za posmatranje njihovih protoplanetarnih diskova i sastava atmosfere) i preostalih galaksija. Za razliku od kraćih talasnih dužina vidljive svetlosti, ovim se može prodreti kroz oblake gasova i prašine, u kojima nastaju prve zvezde i planete, i otkriti šta se krije iza njih.

Suncobran za hlad

Za razliku od “Habla” koji se nalazi na udaljenosti od 570 km od Zemlje, “Džejms Veb” će raditi na skoro 1,5 milion km od Zemlje i na drugoj Lagranžovoj tački ( L2) kružiti oko Sunca. Za zaštitu teleskopa od spoljnjih izvora svetlosti i toplote, kao što su Sunce, Zemlja i Mesec, “Veb” ima petoslojni sunčev štit, veličine teniskog igrališta. Liči na suncobran, koji osigurava hlad i na taj način osetljiva ogledala štiti od zagrevanja. Sunčev štit deli teleskop na hladnu stranu (okrenutu od Sunca) sa temperaturom približno -233 stepena Celzijusa i vruću stranu (okrenutu prema Suncu) sa temperaturom približno 85 stepeni Celzijusa.
Ovim teleskopom posmatraće se galaksije u vrlo mladom svemiru, nedugo posle Velikog praska, kada je svemir bio potpuno zamagljen. Razlog za tamu bila je prisutnost neutralnog vodonika, koji je apsorbovao utraljubičastu svetlost prvih zvezda i na taj način ih učinio nevidljivim za uobičajene teleskope. Danas je naučnicima poznato da je svemir postao proziran približno milijardu godina posle Velikog praska, ali im nije poznato kada je tačno proces čišćenja magle, koji naučnici nazivaju rejonizacija, počeo i završio, niti kako je tekao što je važno znati jer su se, u periodu pre rejonizacije, galaksije razvijale drugačije nego posle toga. Razumevanje ovog procesa bi donelo i odgovore na pitanja: kako smo nastali, kako je nastala naša galaksija i kako su se galaksije i svemir razvijali sve do danas?

Dokazi o prvoj generaciji zvezda

Erupcija gama zraka i optički sjaj koji to prati deluju kao svetlost koja osvetljava vrlo udaljenu i slabo vidljivu galaksiju. Budući da erupcije nastaju ili spajanjem dve neutronske zvezde ili zbog kolapsa središta masivne zvezde na kraju njenog životnog puta, teleskop će pomoći u otkrivanju eksplozija prvih zvezda u svemiru. Zasad nema posmatračkih podataka o prvoj generaciji zvezda u svemiru. One su verovatno bile drugačije od kasnijih generacija jer su bile sastavljene samo od vodonika i helijuma. Razumevanje njihovih osobina, razvoja i kraja važno je za razumevanje razvoja ranog svemira, pa i za razumevanje tela u današnjem svemiru, napr. crnih rupa koje su ostavile za sobom.

Život u svemiru

“Džejms Veb” je važan i za niz drugih istraživanja. Jedno od ključnih područja na kojem naučnici očekuju otkrića su egzoplanete, tj. planete izvan našeg Sunčevog sistema koje su slične Zemlji. Ovim teleskopom biće proučavan hemijski sastav atmosfera i tražiće se tragovi o mogućem životu na dalekim planetama.
Jedan od planetarnih sistema od Zemlje je udaljen približno 40 svetlosnih godina. Reč je o sedam planeta veličine Zemlje koje kruže oko male, hladne zvezde, nazvane TRAPPIST-1. Otkrivene su februara 2017. pomoću teleskopa “Spitzer”. Tri se kreću u području gde bi temperature morale biti dovoljno niske da bi mogle da imaju vodu u tečnom stanju, što znači da bi možda postojali pogodni uslovi za život?
Lansiranje teleskopa dosad je odlagano pet puta. Jedan od razloga je velika udaljenost teleskopa od Zemlje zbog čega, onda kada se nađe u svemiru, popravke i nadogradnje neće biti moguće – pa je bitno da besprekorno radi. Radni vek ovog teleskopa trebalo bi da bude bar pet i po godina mada se očekuje da će “živeti” znatno duže. 
Teleskop je lansiran iz Francuske Gvajane, raketom “Ariana 5”, dokle je prevežen u teretnom kontejneru, u pratnji duge kolone vozila. Prethodno, vreme isplovljavanja prekookeanskog broda kojim je prešao okean bila je strogo čuvana tajna.

Sanja Stanković

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"