Teleskop Webb membawa galaksi awal dan Jupiter menjadi fokus yang tajam

Hasil ilmiah pertama telah muncul dalam beberapa minggu terakhir, dan apa yang dilihat teleskop di ruang terdalam agak membingungkan. Beberapa galaksi jauh ini sangat masif. Asumsi umum adalah bahwa galaksi awal – yang terbentuk segera setelah bintang pertama dinyalakan – akan relatif kecil dan terdistorsi. Sebaliknya, beberapa berukuran besar, cerah, dan terorganisir dengan baik.

Teleskop web yang luar biasa. Tapi alam semesta lebih dari itu.

“Model tidak memprediksi ini,” kata Garth Ellingworth, astronom di University of California, Santa Cruz, tentang galaksi masif awal. “Bagaimana di alam semesta Anda melakukan ini pada waktu yang begitu awal? Bagaimana Anda membentuk begitu banyak bintang begitu cepat?”

Ini bukan krisis global. Apa yang terjadi adalah banyak ilmu pengetahuan yang cepat, dilakukan “dalam waktu nyata,” kata astrofisikawan Jehan Kartaltepe dari Institut Teknologi Rochester. Data mengalir dari teleskop baru, dan itu termasuk di antara legiun astronom yang membuat makalah baru, dengan cepat menerbitkannya secara online sebelum peer review.

Webb melihat hal-hal yang belum pernah dilihat orang lain dengan sangat detail dan pada jarak yang begitu jauh. Tim peneliti di seluruh planet sedang meneliti data yang dirilis untuk umum dan berlomba untuk menemukan galaksi terjauh atau membuat penemuan menarik lainnya. Ilmu pengetahuan sering kali maju dengan kecepatan yang luar biasa, pengetahuan yang semakin maju, tetapi Webb membuang banyak sekali data yang menggoda kepada para ilmuwan sekaligus. Perkiraan awal jarak akan direvisi setelah pemeriksaan lebih dekat.

Kartaltepe mengatakan dia tentu saja tidak khawatir tentang ketegangan antara teori astrofisika dan apa yang dilihat Webb: “Suatu hari kita mungkin akan menggaruk-garuk kepala, tetapi setelah sehari, ‘Oh, semuanya masuk akal sekarang’.”

NASA memperkenalkan gambar pertama dari Teleskop Luar Angkasa James Webb

Apa yang mengejutkan? Astronom Dan Koo dari Space Telescope Science Institute adalah jumlah galaksi lucu seperti cakram.

“Kami pikir alam semesta awal adalah tempat kacau di mana ada semua kelompok pembentukan bintang ini, dan semua hal bercampur,” kata Koo.

Asumsi tentang alam semesta awal ini sebagian disebabkan oleh pengamatan Teleskop Luar Angkasa Hubble, yang mengungkapkan galaksi-galaksi awal yang bentuknya tidak beraturan. Tetapi Hubble memantau bagian spektrum elektromagnetik yang relatif sempit, termasuk cahaya “tampak”. Webb memantau radiasi inframerah, mengumpulkan cahaya di luar jangkauan Hubble. Dengan Hubble, Koe berkata, “Kami kehilangan semua bintang yang lebih keren dan bintang yang lebih tua. Kami benar-benar hanya melihat yang kecil yang menarik.”

Penjelasan termudah untuk galaksi-galaksi besar yang mengejutkan adalah bahwa, setidaknya untuk beberapa dari mereka, ada kesalahan perhitungan — mungkin karena tipuan cahaya.

Galaksi jauh berwarna sangat merah. Mereka, dalam bahasa astrologi, adalah “pergeseran merah”. Panjang gelombang cahaya dari benda-benda ini dapat diregangkan karena perluasan alam semesta. Diasumsikan bahwa yang tampak memerah—dan memiliki pergeseran merah tertinggi—adalah yang terjauh.

Tapi debu bisa membuat akun. Debu dapat menyerap cahaya biru dan memerahkan tubuh. Beberapa dari galaksi yang sangat jauh dan tertutup merah ini bisa sangat berdebu, dan sebenarnya tidak jauh (dan muda) seperti yang terlihat. Ini akan menyelaraskan kembali pengamatan dengan apa yang diharapkan para astronom.

Atau penjelasan lain mungkin muncul. Yang pasti, untuk saat ini, teleskop senilai 10 miliar dolar — upaya bersama antara NASA dan badan antariksa di Kanada dan Eropa — adalah Kirim catatan baru Tidak hanya untuk galaksi yang jauh itu tetapi juga hal-hal yang lebih dekat dengan rumah seperti Jupiterasteroid dan komet raksasa yang baru ditemukan.

Itu Penemuan web terbaru Diumumkan Kamis: Karbon dioksida telah terdeteksi di atmosfer planet raksasa jauh yang disebut WASP-39 b. Ini adalah “deteksi definitif pertama karbon dioksida di atmosfer sebuah planet ekstrasurya,” menurut Nicole Colon, seorang ilmuwan proyek Web NASA. Meskipun WASP-39 b dianggap terlalu panas untuk layak huni, penemuan karbon dioksida yang berhasil menunjukkan betapa tajamnya penglihatan Webb dan menandai pemeriksaan masa depan planet-planet jauh yang mungkin menampung kehidupan.

Teleskop ini dikendalikan oleh para insinyur di Space Telescope Science Institute di Baltimore. Pusat Operasi Misi terletak di lantai dua institut, yang berada di tepi kampus Universitas Johns Hopkins.

Suatu pagi, hanya tiga orang yang bekerja di ruang kontrol penerbangan: pengontrol operasi Irma Araceli Kispi-Nera, insinyur sistem darat Evan Adams, dan pengontrol komando Kayla Yates. Mereka duduk di deretan workstation dengan layar besar yang sarat dengan data dari teleskop.

Ikuti tur kosmik di dalam gambar yang diambil oleh Teleskop Webb NASA

“Kami biasanya tidak hidup dalam kepemimpinan bisnis,” kata Yates. Dengan kata lain, tidak ada yang mengendalikan teleskop dengan joystick atau semacamnya. Ini beroperasi sebagian besar secara independen, dan memenuhi jadwal pemantauan seminggu sekali. Sebuah perintah dikirim dari ruang kontrol penerbangan ke Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA di Greenbelt, Maryland. Dari sana ia pergi ke Laboratorium Propulsi Jet NASA di Pasadena, California, dan kemudian ke Deep Space Network – antena radio dekat Barstow, California, dan Madrid dan Canberra, Australia. Tergantung pada rotasi bumi, salah satu antena ini dapat mengirim perintah ke teleskop.

Sudah lama menghilang dari pusat operasi misi di Baltimore, kerumunan orang yang ada di pagi hari peluncuran teleskop Natal lalu.

“Ini adalah bukti betapa suksesnya kami sehingga kami dapat beralih dari beberapa ratus menjadi hanya tiga dari kami,” kata Adams.

Jadwal pengamatan sebagian besar ditentukan oleh keinginan untuk menjadi efisien, dan itu sering kali berarti melihat benda-benda yang tampak berdekatan di langit meskipun jaraknya miliaran tahun cahaya satu sama lain.

Pengunjung akan kecewa mengetahui bahwa tim kontrol penerbangan tidak melihat apa yang dilihat teleskop. Tidak ada layar besar yang menunjukkan, misalnya, komet, galaksi, atau fajar waktu. Tetapi tim kontrol penerbangan dapat membaca data yang menggambarkan orientasi teleskop – misalnya, “32 derajat ke kanan atas, 12 derajat miring.” Kemudian lihat bagan bintang untuk melihat ke mana teleskop menunjuk.

“Itu antara Andromeda dan konstelasi lainnya,” kata Adams.

Gambar ‘luar biasa’ dari Jupiter diungkapkan oleh Teleskop James Webb NASA

Berikut adalah contoh dari beberapa pengamatan Webb, yang akan menghasilkan gambar baru, serta laporan ilmiah, dalam beberapa bulan mendatang:

galaksi roda gerobak: Galaksi “cincin” yang sangat indah dan langka, berjarak sekitar 500 juta tahun cahaya. Strukturnya yang tidak biasa adalah hasil dari tabrakannya dengan galaksi lain. Ini adalah salah satu Gambar pertama diproses oleh tim web Untuk menunjukkan apa yang bisa dilakukan teleskop.

M16, Nebula Elang: “Nebula planet” di dalam galaksi kita ini terkenal sebagai rumah dari struktur yang dijuluki “Pilar Penciptaan” yang dicitrakan oleh Teleskop Luar Angkasa Hubble. Ini telah menjadi salah satu gambar Hubble yang paling terkenal, menunjukkan tiga gumpalan debu yang menjulang tinggi diterangi oleh bintang-bintang muda yang panas di luar bingkai gambar, semuanya diarahkan oleh NASA untuk menghasilkan apa yang tampak seperti pemandangan bagi mata manusia. Webb seharusnya menghasilkan gambar dengan bingkai serupa tetapi dengan resolusi dan detail baru, berkat kemampuan mengumpulkan cahaya pada panjang gelombang inframerah yang tidak dapat diakses oleh Hubble.

Ganymede, bulan terbesar Jupiter: Ini adalah bulan terbesar di tata surya dan bahkan lebih besar dari planet Merkurius. Para ilmuwan percaya ia memiliki lautan bawah permukaan dengan lebih banyak air daripada semua lautan di Bumi. Teleskop akan mencari gumpalan, yang merupakan mata air panas yang mirip dengan apa yang diamati di bulan Jupiter Europa dan Enceladus, kata ilmuwan proyek Webb Klaus Pontopedan.

Komet C/2017 K2: Ditemukan pada tahun 2017, itu adalah komet yang luar biasa besar dengan ekor sepanjang 500.000 mil dan mengarah ke matahari.

Galaksi Spiral Terlarang Besar: Secara resmi, “NGC-1365,” ini adalah galaksi heliks “batang” klasik yang cantik dengan garis pusat bintang yang menghubungkan dua lengan melengkung yang menonjol. Jaraknya sekitar 56 juta tahun cahaya.

Trappist-1 الكواكب Sistem Planet: Tujuh planet mengorbit bintang ini, dan banyak dari mereka berada di “zona layak huni”, yang berarti mereka berada pada jarak dari bintang di mana air bisa menjadi cair di permukaannya. Para astronom ingin tahu apakah planet-planet ini memiliki atmosfer.

Draco dan pematung: Ini adalah galaksi globular kerdil yang dekat dengan Bima Sakti. Dengan mempelajari gerakan mereka dalam jangka waktu yang lama, para astronom berharap untuk mempelajari lebih lanjut tentang keberadaan materi gelap – zat tak terlihat yang memiliki tanda gravitasi.

Ini hanya sebagian daftar. Ada banyak yang bisa dilihat di sana.

“Ini tanpa henti, 24-7, hanya kemunduran sains,” kata Heidi Hamill, astronom planet dan wakil presiden sains di Konsorsium Universitas untuk Penelitian Astronomi. Ini adalah keragaman besar ilmu pengetahuan. Saya melihat bintik merah terang Jupiter – tetapi dua jam kemudian, kita sekarang melihat M33, galaksi spiral ini. Dua jam kemudian, kami sekarang mencari exoplanet yang sudah saya kenal namanya. Sangat menyenangkan menonton itu.”