2022. augusztus 17.
//
Jácint névnap

Karnyújtásnyira a “teremtés” pillanatától

2022. augusztus 1. 4:00
Néhány hete megérkeztek az első “igazi” képek a James Webb űrteleszkóptól (JWST) – korábban csak az eszköz beállítása során keletkezett kalibrációs képeket közöltek. A laikusok számára az új távcső olyan, mint amikor az ember lecseréli a nyomógombos telefonját egy négy-öt kamerával felszerelt modern példányra, és rácsodálkozik a képminőség javulására – a tudósok azonban azt remélik, hogy a James Webb segítségével megfejthetik az univerzum keletkezésének titkát.

Amikor a Hubble Űrteleszkópot (HST) 1990-ben Föld körüli pályára állították, senki nem számított rá, hogy ilyen mértékben forradalmasítja a csillagászat tudományát; egészen új, előre nem látott kutatási területeket nyitott meg. De talán még ennél is fontosabb, hogy elérhetővé tette az átlagember számára a csillagászatot: ez a tudományág azelőtt a négyzetrácsos papírra firkált egyenletek nehezen illusztrálható birodalma volt, a Hubble azonban olyan fotókat készített, amelyektől a hozzá nem értők lélegzete is elállt, amiket látva hirtelen mindenki kíváncsi lett az univerzum titkaira. 

A Webb még a Hubble-nél is látványosabb felvételeket szülhet – itt például a tőlünk 7600 fényévre található Carina-ködöt láthatjuk, amely szépsége mellett fontos adatokat is tartogathat a csillagok keletkezésével kapcsolatban (Fotó: NASA, ESA, CSA, and STScI)A Webb még a Hubble-nél is látványosabb felvételeket szülhet – itt például a tőlünk 7600 fényévre található Carina-ködöt láthatjuk, amely szépsége mellett fontos adatokat is tartogathat a csillagok keletkezésével kapcsolatban (Fotó: NASA, ESA, CSA, and STScI)

A Hubble-nek köszönhetjük azt is, hogy felfedezték: az univerzum sokkal nagyobb, mint eddig hittük, és – mivel gyorsuló ütemben tágul – egyre nagyobb lesz. Ezt a gyorsuló ütemben történő tágulást a világmindenség tömegének nagyobb részét kiadó sötét anyag és sötét energia generálja – ezek a fogalmak ma is sok fejtörést okoznak a tudósoknak, létezésük azonban elfogadott ténnyé vált, vizsgálatuk a 21. századi csillagászat egyik fókuszpontja, holott a Hubble előtt a létezésükről sem tudtunk.

 

JAMES WEBB a Nemzeti Repülési és Űrhajózási Hivatal (NASA) vezetője volt 1961 és 1968 között. Az ő vezetésével valósultak meg az amerikaiak első emberes űrküldetései, és az ő hivatali idejében alapozták meg a holdraszállásban kicsúcsosodó Apollo programot. A legnagyobb érdeme azonban a hivatali munkájához köthető: ő szervezte egységgé a NASA-t, ő hozta létre a houstoni központot, és megteremtette a szervezet későbbi működésének alapjait.

 

Hasonló, a tudományt alapjaiban felforgató eredményeket remélnek a James Webb projekttől is – ennek az űrtávcsőnek a segítségével minden korábbinál pontosabb képet kaphatunk az ősrobbanás során lezajlott folyamatokról, olyan új adatokhoz juthatunk hozzá, amelyek segíthetnek matematikai úton megfejteni a világmindenség létrejöttének okait és következményeit. Karnyújtásnyira lehetünk attól, hogy feltörjük a “teremtés” titkait.

A SMACS 0723 galaxishalmaz 4,6 milliárd évvel ezelőtt. A felvétel készítése közben a JWST elkapott egy 13,1 milliárd fényév távolságra lévő galaxisból származó fotonokat is. Ez a kép nagyjából akkor területet fed le az égből, mint amekkorát egy homokszem, ha kinyújtott karral tartjuk magunk elé. (Fotó: NASA, ESA, CSA, and STScI)A SMACS 0723 galaxishalmaz 4,6 milliárd évvel ezelőtt. A felvétel készítése közben a JWST elkapott egy 13,1 milliárd fényév távolságra lévő galaxisból származó fotonokat is. Ez a kép nagyjából akkor területet fed le az égből, mint amekkorát egy homokszem, ha kinyújtott karral tartjuk magunk elé. (Fotó: NASA, ESA, CSA, and STScI)

Ebben az segít, hogy a Webbet nem az emberi szem által látható fény hullámhosszára tervezték: szenzorai infravörösben pásztázzák az eget. A minden eddiginél érzékenyebb műszer képes 13-13,5 milliárd évvel a múltba nézni: így láthatóvá válik a 13,8 milliárd évvel ezelőtti ősrobbanásban létrejött univerzum első néhány százmillió éve, az itteni mérések és tapasztalatok révén pedig pontosíthatók mind a “teremtésre” vonatkozó elméletek, mind a csillagok és galaxisok fejlődésének fizikája. 

 

Hadd tegyek egy rövid kitérőt azok kedvéért, akiket meglepett, hogy a James Webb az univerzum múltbéli állapotát fotózza. A csillagos ég egy időgép – bár a fény a leggyorsabb dolog a világegyetemben, neki is időre van szüksége, hogy nagy távolságokat tegyen meg. A tőlünk 13-13,5 milliárd fényévre lévő galaxisokról ma készült képek azt az állapotot tükrözik, amiben ezek a galaxisok a most ideérő fény indulásakor (13-13,5 milliárd évvel ezelőtt) voltak.

 

A múlt feltérképezése nemcsak abban segít, hogy megértsük az ősrobbanást: ha hosszabb időre vonatkozó adatsorunk lesz a galaxisok szerkezetének alakulásáról az évmilliárdok során, akkor jobban megérthetjük a már említett sötét anyag és energia fizikáját is. Jelenleg ezek a csillagászat legnagyobb talányai: az univerzum gravitációjának háromnegyedét olyan valami okozza, ami többé-kevésbé mindenütt jelen van, de az emberi érzékszervek és műszerek számára teljesen érzékelhetetlen.

A James Webb adatsora egy tőlünk 1150 fényévre található exobolygó légkörének színkép-elemzéséről. A légkörben vízre utaló markereket találtak a kutatók. (Fotó: NASA, ESA, CSA, and STScI)A James Webb adatsora egy tőlünk 1150 fényévre található exobolygó légkörének színkép-elemzéséről. A légkörben vízre utaló markereket találtak a kutatók. (Fotó: NASA, ESA, CSA, and STScI)

Közben – ahogy az a július közepén bemutatott fotókról is kiderült – a JWST számos más kutatási területen is bevethető lesz. Színképelemzéssel pontosan meghatározható egy-egy exobolygó (egy másik naprendszer csillaga körül keringő égitest) légkörének összetétele – így képet kaphatunk arról, ha egy távoli bolygón nagy mennyiségű víz, vagy életre utaló biomarkerek, esetleg technológiai civilizációt sejtető üvegházhatású gázok találhatók. (Sokra persze nem megyünk vele: a hozzánk legközelebbi bolygórendszer, a Proxima Centauri is olyan távol van tőlünk, hogy a jelenleg legtávolabb jutott emberi eszköz, a Voyager-1 űrszonda 73 ezer (!) évig utazna, mire megérkezne.) 

Schöngrundtner Tamás