Od začiatku projektu sa vedci netrpezlivo očakávajú na deň, keď sa projekt začal James Webb Space Telescope (JWST) zaberá miesto. Ako plánovaný nástupca Hubble, JWST využije svoje silné infračervené zobrazovacie schopnosti na štúdium niektorých z najvzdialenejších objektov vo vesmíre (napríklad formovanie prvých galaxií) a na štúdium extra solárnych planét okolo blízkych hviezd.
Vyskytlo sa však veľa špekulácií a rozhovorov o tom, ktoré ciele budú prvé JWST. Našťastie, po odporúčaní Výboru pre prideľovanie času a po dôkladnom technickom preskúmaní, Space Telescope Science Institute (STScI) nedávno oznámil, že vybral trinásť vedeckých programov „skorého vydania“, ktoré JWST strávi prvých päť mesiacov štúdiom služieb. ,
V rámci vedecko-výskumného programu Diskrétne predčasné vydanie riaditeľa JWST (DD-ERS) sa týchto trinásť cieľov vybralo na základe prísneho postupu vzájomného preskúmania. Pozostávalo z 253 vyšetrovateľov z 18 okresov a 106 vedeckých inštitúcií, ktoré si vybrali z viac ako 100 návrhov. Po skončení šesťmesačného obdobia uvedenia do prevádzky sa každému programu pridelilo 500 hodín pozorovacieho času.
Ako Ken Sembach, riaditeľ Inštitútu pre vesmírny teleskop (STScI), uviedol v tlačovom vyhlásení ESA:
“Potešila nás vysoká kvalita prijatých návrhov. Tieto programy nielenže vytvoria veľkú vedu, ale budú tiež jedinečným zdrojom na preukázanie vyšetrovacích schopností tohto mimoriadneho observatória svetovej vedeckej komunite.… Chceme, aby výskumná komunita bola čo najskôr vedecky produktívna, a preto je mi potešením, že môžem venovať týmto 500 pozorovaniam vedeckého uváženia takmer 500 hodín voľného času režiséra..”
Každý program sa bude opierať o súbor štyroch vedeckých nástrojov JWST, ku ktorým prispeli NASA, Európska vesmírna agentúra (ESA) a Kanadská vesmírna agentúra (CSA). Patrí medzi ne blízko-infračervený spektrograf (NIRSpec) a stredný infračervený prístroj (MIRI) vyvinutý ESA, ako aj blízko-infračervená kamera (NIRCam) vyvinutá NASA a STScI a blízko-infračervený snímač a Slitless Spectrograph (NIRISS) vyvinutý CSA.
Medzi trinásť vybraných programov patrí „Prostredníctvom GLASS“, ktoré sa budú spoliehať na skúsenosti astronomickej komunity Hubble vykonávať štrbinovú spektroskopiu a predchádzajúce prieskumy na zhromažďovanie údajov o formovaní galaxií a intergalaktickom médiu, od najstarších epoch vesmíru po súčasnosť. Hlavným riešiteľom tohto programu je Tommaso Treu z Kalifornskej univerzity v Los Angeles.
Ďalším programom je program Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS), ktorý bude vykonávať prekrývajúce sa pozorovania s cieľom vytvoriť koordinovaný extragalaktický prieskum. Účelom tohto prieskumu je umožniť, aby astronómovia videli prvé viditeľné svetlo vesmíru (približne 240 000 až 300 000 rokov po Veľkom tresku), ako aj informácie z obdobia reionizácie (približne 150 miliónov až 1 miliarda rokov po Veľkom tresku). a obdobie, keď sa vytvorili prvé galaxie. PI pre tento program je Steven Finkelstein z University of Texas v Austine.
Potom je tu program vedy o predčasnom prepustení v komunite Transiting Exoplanet, ktorý bude vychádzať z práce agentúry Hubble, Spitzera Kepler kozmické ďalekohľady vykonávaním prieskumov exoplanet. Rovnako ako jej predchodcovia, bude to pozostávať z monitorovacích hviezd na periodické poklesy jasu, ktoré sú spôsobené planétami prechádzajúcimi medzi nimi a pozorovateľom (aka. Transit Photometry).
V porovnaní s predchádzajúcimi misiami však bude JWST schopný študovať tranzitné planéty v bezprecedentných detailoch, od ktorých sa očakáva, že odhalia objemy ich príslušných atmosférických zložení, štruktúr a dynamiky. Očakáva sa preto, že tento program, pre ktorý je PI Imke de Pater z kalifornskej univerzity v Berkeley, spôsobí revolúciu v našom chápaní planét, formovaní planét a pôvodu života.
Štúdium exoplanet sa tiež zameriava na program zobrazovania exoplanet a extraplanetárnych systémov s vysokým kontrastom, ktorý sa zameria na priamo zobrazené planéty a disky s kruhovými úlomkami. Cieľom je opäť využiť rozšírené schopnosti JWST na poskytovanie podrobných analýz o atmosférickej štruktúre a zložení exoplanet, ako aj o vlastnostiach častíc mraku v troskách.
Nie všetky programy sa však samozrejme venujú štúdiu vecí mimo našej slnečnej sústavy, ako ukazuje program zameraný na Jupiter a Jovian systém. Pridanie k výskumu, ktorý uskutočnila Galileo a Juno misií, JWST použije svoju súpravu nástrojov na charakterizáciu a tvorbu máp cloudových vrstiev, vetra, zloženia, aurorálnej aktivity a štruktúry teploty Jupitera.
Tento program sa tiež zameria na niektoré z najväčších mesiacov Jupitera (známy ako „Galilean Moons“) a prstencovú štruktúru planéty. Dáta získané pomocou JWST sa použijú na vytvorenie máp Ioovej atmosféry a sopečného povrchu, jemnej atmosféry Ganymedea, poskytujú obmedzenia na tieto mesačné tepelné a atmosférické štruktúry a na vyhľadávanie oblakov na ich povrchoch. Ako Alvaro Giménez, vedecký vedec ESA, vyhlásil:
„Je vzrušujúce vidieť zapojenie astronomickej komunity do navrhovania a navrhovania prvých vedeckých programov pre vesmírny teleskop Jamesa Webba. Webb spôsobí revolúciu v našom chápaní vesmíru a výsledky, ktoré vyplynú z týchto prvých pozorovaní, znamenajú začiatok vzrušujúceho nového dobrodružstva v astronómii. ““
Počas svojej misie, ktorá bude trvať minimálne päť rokov (s výnimkou rozšírení), sa JWST bude venovať aj mnohým ďalším kľúčovým témam v modernej astronómii, pričom bude skúmať vesmír za hranicami toho, čo Hubble videl. Bude tiež stavať na pozorovaniach Hubbleovho, skúmajúc galaxie, ktorých svetlo sa rozpínaním priestoru natiahlo na infračervené vlnové dĺžky.
Okrem toho, že sa Webb bude pozerať ďalej v čase na mapovanie kozmického vývoja, preskúma tiež Supermassive Black Holes (SMBH), ktoré ležia v centrách najmasívnejších galaxií - s cieľom získať presné odhady hmotnosti. V neposlednom rade sa Webb zameriava na zrod nových hviezd a ich planét, spočiatku sa zameriava na svety Jupitera a potom sa zameriava na štúdium menších super-Zemí.
John C. Mather, vedecký pracovník projektu JWST a hlavný astrofyzik v Goddardovom vesmírnom letovom centre NASA, tiež vyjadril nadšenie pre vybrané programy. "Som nadšený, keď vidím zoznam najúžasnejších cieľov astronómov pre webbský ďalekohľad a veľmi rád dúfam, že uvidím výsledky," uviedol. "Očakávame, že budeme prekvapení tým, čo zistíme."
Po celé roky astronómovia a vedci netrpezlivo očakávali deň, keď sa JWST začne zhromažďovať a vydávať svoje prvé pozorovania. S toľkými možnosťami a toľkými čakaním na objavenie je nasadenie ďalekohľadu (naplánované na rok 2019) udalosťou, ktorá nemôže prísť dosť skoro!
