2018. aasta oktoobris lastakse orbiidile James Webbi kosmoseteleskoop (JWST). NASA järgmise põlvkonna kosmoseteleskoobi programmi osana veedab JWST järgmised aastad kosmilise ajaloo igal etapil. See hõlmab Universumi esimese valguse (põhjustatud Suurest Paugust), esimeste moodustavate galaktikate ja päikeseväliste planeetide uurimist läheduses asuvates tähesüsteemides.
Lisaks kõigele on JWST pühendatud ka meie päikesesüsteemi uurimisele. Nagu NASA hiljuti teatas, kasutab teleskoop oma infrapuna võimetega meie päikesesüsteemi kahe “ookeanimaailma” - Jupiteri kuu Europa ja Saturni kuu Enceladus - uurimiseks. Seejuures lisab see NASA varem tehtud tähelepanekutele Galileo jaCassini orbiidid ja aitavad suunata tulevased missioonid nende jäiste kuude juurde.
Kuud valis teadlane, kes aitas teleskoobi välja töötada (ehk garanteeritud ajavaatlejad), ja seetõttu on neil privileeg olla esimeste seas, kes seda kasutavad. Europa ja Enceladus lisati teleskoobi sihtmärkide loendisse, kuna üks teleskoobi põhieesmärke on uurida elu algust Universumis. Lisaks elamiskõlblike eksoplaneetide otsimisele soovib NASA uurida ka objekte meie enda päikesesüsteemi piires.
Üks põhitähelepanu on suunatud veetorudele, mida on täheldatud Enceladuse ja Europa jäistest pindadest läbi tungimas. Alates 2005. aastast on teadlased teadnud, et Enceladusel on lõunapolaarjoonest perioodiliselt purskuvaid torusid, vedades vett ja orgaanilisi kemikaale, mis täiendavad Saturni E-rõngast. Pärast seda on avastanud, et need sajud jõuavad Enceladus jäise pinna all olevasse sise ookeani.
Aastal 2012 avastasid Hubble'i kosmoseteleskoopi kasutavad astronoomid sarnaseid prügi, mis olid pärit Euroopast. Need kühmud olid Kuu lõunapoolkeralt pärit ja nende hinnanguline ulatus kosmosesse kuni 200 km (125 miili). Hilisemad uuringud näitasid, et need sajud olid vahelduvad ja eeldasid, et vesi ja orgaanilised materjalid satsid sisemusest tagasi pinnale.
Need tähelepanekud olid eriti intrigeerivad, kuna need toetasid seda, et Europa ja Enceladus omaksid sisemisi soojavee ookeane, mis võiksid elu elada. Arvatakse, et need ookeanid on loodete paindumisest põhjustatud geoloogilise tegevuse tulemus interjööris. -. - kogutud tõendite põhjal Galileo ja Cassini Orbiteerijate teoreetikud on teoorias väitnud, et need pinnakatted on nende samade geoloogiliste protsesside tulemus.
Selle tegevuse olemasolu võib tähendada ka seda, et neil kuudel on hüdrotermilised õhuavad, mis asuvad nende südamiku vaipa piiril. Arvatakse, et Maal on hüdrotermilised õhuavad (asuvad ookeanipõhjal) suurenenud elus. Sellisena käsitatakse nende olemasolu teistes päikesesüsteemi kehades maapealse elu võimaliku märgina.
Nende “ookeanimaailmade” uurimise eestvedajaks on NASA Goddardi kosmoselennukeskuse planeediteadlane Geronimo Villanueva. Nagu ta hiljutises NASA pressiteates selgitas, tegeleb ta koos meeskonnaga teatud põhiküsimustega:
“Kas need on tehtud vesijääst? Kas kuuma veeauru eraldub? Milline on aktiivsete piirkondade ja eralduva vee temperatuur? Webb-teleskoobi mõõtmised võimaldavad meil nendele küsimustele reageerida enneolematu täpsuse ja täpsusega. ”
Villanueva meeskond on osa suuremast päikesesüsteemi uurimise ettevõtmisest, mida juhib Heidi Hammel - astronoomiauuringute ülikoolide liidu (AURA) tegevjuht. Nagu ta kirjeldas JWST-i kampaaniat „Ocean World” ajakirjale Space Magazine e-posti teel:
„Otsime allkirju nii ookeanimaailma sujuva tegevuse kohta kui ka aktiivseid kohti. NIRCAM-i infrapunakaamera abil on meil lihtsalt piisavalt ruumilist eraldusvõimet, et eristada kuude üldpiirkondi, mis võiksid olla aktiivsed (tekitades ploome). Kasutame ka spektroskoopiat (konkreetsete valguse värvide uurimist) vee, metaani ja mitmete teiste orgaaniliste liikide olemasolu tuvastamiseks ploomimaterjalides. ”
Europa uurimiseks teevad Villanueva ja tema kolleegid JWST-i infrapunakaamera (NIRCam) abil suure eraldusvõimega pilte Euroopast. Neid kasutatakse Kuu pinna uurimiseks ja kuumade kohtade otsimiseks, mis osutavad sademetele ja geoloogilisele aktiivsusele. Kui plume asub, määrab meeskond selle koostise Webbi infrapuna-lähispektrograafi (NIRSpec) ja keskmise infrapuna-instrumendi (MIRI) abil.
Enceladusel analüüsib meeskond oma ploomide molekulaarset koostist ja analüüsib põhjalikult selle pinnaomadusi. Väikese suuruse tõttu pole pinna kõrge eraldusvõime võimalik, kuid see ei tohiks olla probleem, kuna Cassini orbiiter kaardistas juba suure osa oma maastikust. Kõik öeldud, Cassini on viimased 13 aastat veetnud Saturni süsteemi uurimist ja lõpetab oma missiooni “Grande Finale” etapi 15. septembril.
Loodetavasti leiavad need uuringud tõendusmaterjali orgaaniliste signaalide esinemise kohta prügikastides, nagu metaan, etanool ja etaan. Ausalt öeldes ei ole mingit garantiid, et JWSTi tähelepanekud langevad kokku nende kuude poolt tuleva toruga või et emissioonides on piisavalt orgaanilisi molekule, et neid tuvastada. Lisaks võivad neid näitajaid põhjustada ka geoloogilised protsessid.
Sellegipoolest pakub JWST kindlasti tõendeid, mis võimaldavad teadlastel nende kuude aktiivseid piirkondi paremini iseloomustada. Samuti loodetakse, et see suudab täpselt kindlaks teha asukohad, mis pakuvad huvi tulevaste missioonide jaoks, näiteks NASA missioon Europa Clipper. Orbitaatorist ja maandurist koosnev missioon, mille käivitamine peaks toimuma eeldatavasti 2020. aastatel, püüab kindlaks teha, kas Europa on elamiskõlblik.
Nagu dr Hammel selgitas, on nende kahe ookeanikuu uurimise eesmärk ka edendada meie arusaamist universumi elu päritolust:
„Arvatakse, et need kaks ookeanikuud pakuvad keskkonda, mis võib vee all elada nagu me seda teame. Praegu on mujal eluküsimus täiesti tundmatu, kuigi spekulatsioone on palju. JWST võib meid lähendada nende potentsiaalselt elamiskõlblike keskkondade mõistmisele, täiendades robotite kosmoselaevade missioone, mis on praegu väljatöötamisel (Europa Clipper) ja mida võib tulevikus kavandada. Samal ajal uurib JWST planeetide kaugemat potentsiaalselt asustatavat keskkonda teiste tähtede ümber. Need kaks uurimist - nii kohalikud kui ka kaugemad - võimaldavad meil mujal elu otsimisel märkimisväärselt edasi liikuda. ”
Pärast kasutuselevõttu on JWST võimsaim kosmoseteleskoop, mis eales ehitatud, toetudes kaheksateistkümnele segmenteeritud peeglile ja instrumentide komplektile, et uurida infrapunauniversumit. Kuigi see pole mõeldud Hubble'i kosmoseteleskoobi asendamiseks, on see paljuski selle ajaloolise missiooni loomulik pärija. Ja kindlasti on oodata, et see laieneb paljudele Hubble'i suurimatele avastustele, mitte vähem kui need, mis asuvad siin Päikesesüsteemis.
Vaadake kindlasti seda videot selle kohta, milliseid spektrograafilisi andmeid JWST järgmistel aastatel pakub, NASA viisakusel:
