V októbri 2018 bude na obežnú dráhu vypustený vesmírny teleskop Jamesa Webba (JWST). Ako súčasť vesmírneho teleskopu NASA novej generácie strávi JWST nasledujúce roky štúdiom každej fázy kozmickej histórie. Bude to zahŕňať skúmanie prvého svetla vesmíru (spôsobeného Veľkým treskom), vytvorenia prvých galaxií a extra solárnych planét v blízkych hviezdnych systémoch.
Okrem toho sa bude JWST venovať aj štúdiu našej slnečnej sústavy. Ako nedávno oznámila NASA, ďalekohľad využije svoje infračervené možnosti na štúdium dvoch „morských svetov“ v našej slnečnej sústave - Jupiterov mesiac Europa a Saturnov mesiac Enceladus. Tým prispeje k pozorovaniam, ktoré predtým urobili agentúry NASA Galileo aCassini obežných dráhach a pomôže usmerniť budúce misie k týmto ľadovým mesiacom.
Mesiace boli vybrané vedcom, ktorý pomohol vyvinúť ďalekohľad (aka. Zaručení pozorovatelia času), a preto majú tú česť byť medzi prvými, ktorí ho používajú. Európa a Enceladus boli pridané do zoznamu cieľov ďalekohľadu, pretože jedným z hlavných cieľov ďalekohľadu je študovať pôvod života vo vesmíre. Okrem hľadania obývateľných exoplaniet chce NASA študovať aj objekty v našej vlastnej slnečnej sústave.
Jedným z hlavných zameraní budú oblaky vody, ktoré boli pozorované prieniku cez ľadové povrchy Enceladusu a Európy. Od roku 2005 vedci vedeli, že Enceladus má perie, ktoré pravidelne prepuklo z jeho južného polárneho regiónu, chrlia vodu a organické chemikálie, ktoré dopĺňajú Saturnov E-krúžok. Odvtedy zistil, že tieto oblaky siahajú až do vnútorného oceánu, ktorý sa nachádza pod ľadovým povrchom Enceladusu.
V roku 2012 astronómovia používajúci Hubbleov vesmírny teleskop zistili podobné oblaky pochádzajúce z Európy. Tieto oblaky boli spozorované pochádzajúcimi z južnej pologule Mesiaca a podľa odhadu sa dostali do vesmíru až do 200 km (125 míľ). Nasledujúce štúdie naznačili, že tieto oblaky boli prerušované a pravdepodobne pršala voda a organické materiály z interiéru späť na povrch.
Tieto pozorovania boli obzvlášť zaujímavé, pretože posilnili prípad pre Európu a Enceladus s vnútornými, teplými oceánmi, ktoré by mohli skrývať život. Tieto oceány sú považované za výsledok geologickej aktivity v interiéri, ktorá je spôsobená prílivovým ohnutím. Na základe dôkazov získaných Galileo a Cassini orbity, vedci tvrdili, že tieto povrchové oblaky sú výsledkom rovnakých geologických procesov.
Prítomnosť tejto aktivity môže tiež znamenať, že tieto mesiace majú hydrotermálne prieduchy umiestnené na ich hranici jadra plášťa. Verí sa, že na Zemi zohrávali hlavnú úlohu pri vzniku života hydrotermálne prieduchy (umiestnené na dne oceánu). Ich existencia na iných telách slnečnej sústavy sa preto považuje za možný náznak mimozemského života.
Úsilie študovať tieto „morské svety“ povedie Geronimo Villanueva, planetárny vedec v Goddard Space Flight Center NASA. Ako vysvetlil v nedávnom tlačovom vyhlásení agentúry NASA, on a jeho tím sa budú zaoberať niektorými základnými otázkami:
„Sú vyrobené z vodného ľadu? Uvoľňuje sa horúca vodná para? Aká je teplota aktívnych oblastí a emitovanej vody? Merania ďalekohľadu Webb nám umožnia riešiť tieto otázky s bezprecedentnou presnosťou a presnosťou. “
Tím Villanueva je súčasťou väčšieho úsilia študovať slnečnú sústavu, ktorú vedie Heidi Hammel - výkonná viceprezidentka Asociácie univerzít pre výskum v astronómii (AURA). Ako opísala kampaň „Ocean World“ spoločnosti JWST do časopisu Space Magazine prostredníctvom e-mailu:
„Budeme hľadať podpisy chumáčovej aktivity na týchto morských svetoch, ako aj na aktívnych miestach. S blízkou infračervenou kamerou NIRCAM budeme mať práve také priestorové rozlíšenie, aby sme rozlíšili všeobecné oblasti mesiacov, ktoré by mohli byť „aktívne“ (vytvárajú oblaky). Na detekciu prítomnosti vody, metánu a niekoľkých ďalších organických druhov v oblakovom materiáli budeme tiež používať spektroskopiu (skúmanie špecifických farieb svetla). “
Pri štúdiu Európy urobí Villanueva a jeho kolegovia snímky Európy vo vysokom rozlíšení pomocou blízkej infračervenej kamery JWST (NIRCam). Tieto sa použijú na štúdium povrchu Mesiaca a hľadanie horúcich miest, ktoré naznačujú oblaky a geologickú aktivitu. Akonáhle sa nájde oblak, tím určí jeho zloženie pomocou blízkeho infračerveného spektrografu Webb (NIRSpec) a stredného infračerveného prístroja (MIRI).
Pokiaľ ide o Enceladus, tím bude analyzovať molekulárne zloženie jeho oblakov a vykonávať rozsiahlu analýzu jeho povrchových prvkov. Vzhľadom na svoju malú veľkosť nebude možné vysoké rozlíšenie povrchu, ale nemalo by to byť problémom, pretože Cassini orbiter už mapoval väčšinu svojho povrchového terénu. Všetci povedali, Cassini strávil posledných 13 rokov štúdiom systému Saturn a 15. septembra ukončí svoju misiu „Grande Finale“.
Dúfame, že tieto prieskumy nájdu dôkazy o organických podpisoch v oblakoch, ako sú metán, etanol a etán. Aby sme boli spravodliví, neexistujú žiadne záruky, že pozorovania JWST sa budú časovo zhodovať s oblakmi prichádzajúcimi z týchto mesiacov alebo že emisie budú mať v nich dostatok organických molekúl, aby boli detegovateľné. Tieto ukazovatele môžu byť navyše spôsobené aj geologickými procesmi.
JWST napriek tomu určite poskytne dôkazy, ktoré umožnia vedcom lepšie charakterizovať aktívne regióny týchto mesiacov. Očakáva sa tiež, že bude môcť určiť miesta, ktoré budú zaujímavé pre budúce misie, ako je napríklad misia Europa Clipper agentúry NASA. Táto misia, ktorá sa bude skladať z obežnej dráhy a pristátia, sa má začať niekedy v roku 2020, sa pokúsi určiť, či je Európa obývateľná.
Ako vysvetlil Dr. Hammel, cieľom štúdia týchto dvoch „morských mesiacov“ je tiež rozšíriť naše porozumenie o pôvode života vo vesmíre:
„Predpokladá sa, že tieto dve morské mesiace poskytujú prostredie, v ktorom sa môže nachádzať vodný život, ako ho poznáme. V tomto okamihu je otázka života inde inde úplne neznáma, hoci existuje veľa špekulácií. JWST nás môže priblížiť k pochopeniu týchto potenciálne obývateľných prostredí a doplniť robotické misie kozmických lodí, ktoré sa momentálne vyvíjajú (Europa Clipper) a môžu sa naplánovať do budúcnosti. Zároveň JWST bude skúmať ďaleko vzdialenejšie potenciálne obývateľnejšie prostredia planét okolo iných hviezd. Tieto dve línie prieskumu - miestne a vzdialené - nám umožňujú urobiť významný pokrok pri hľadaní života inde. “
Po nasadení bude JWST najsilnejším vesmírnym teleskopom, aký bol kedy postavený, pričom sa spolieha na osemnásť segmentových zrkadiel a sadu nástrojov na štúdium infračerveného vesmíru. Aj keď to nemá nahradiť Hubbleov vesmírny teleskop, v mnohých ohľadoch je prirodzeným dedičom tejto historickej misie. A určite sa očakáva, že sa rozšíri o mnoho z najväčších objavov Hubbleovho teleskopu, v neposlednom rade z nich sú tu v slnečnej sústave.
Nezabudnite si pozrieť toto video o druhoch spektrografických údajov, ktoré JWST poskytne v nasledujúcich rokoch, so súhlasom agentúry NASA:
