U po?átku vesmíru s Webbov?m vesmírn?m dalekohledem
Michele Raviart - Pope
Stroj ?asu schopný vyfotografovat první hvězdy, první ?erné díry a první galaxie, které vznikly krátce po velkém t?esku, a studovat atmosféry planet, které jsou nejvíce podobné Zemi. To doká?e vesmírný teleskop Jamese Webba, největ?í, který kdy byl postaven a který na Vánoce 2021 vyslaly na obě?nou dráhu NASA, Evropská vesmírná agentura a Kanadská vesmírná agentura. Letos 29. února, se na Kated?e fyziky ?ímské univerzity La Sapienza konala konference s názvem "Neviditelný vesmír odhalený vesmírným teleskopem Jamese Webba", po?ádaná ve spolupráci Pape?ské akademie věd a univerzity La Sapienza, na ní? byly zhodnoceny dosavadní výsledky a objevy, k nim? díky snímk?m z teleskopu do?lo. Mezi p?edná?ejícími byl profesor Roberto Maiolino z univerzity v Cambridge, ?len týmu vědc?, kte?í projekt sledují od samého po?átku.
Pane profesore, co je Webb?v vesmírný dalekohled?
Je to největ?í vesmírný dalekohled na obě?né dráze. Je optimalizován pro pozorování infra?erveného pásma, které je zvlá?tě u?ite?né pro studium některých vesmírných jev? a ur?itých kategorií objekt?, a je pravděpodobně jedním z nejambiciózněj?ích projekt? v astronomii, které kdy byly vyvinuty. Pro p?edstavu, stál deset miliard dolar?. To nemusí nutně svěd?it o kvalitě, ale dává to p?edstavu o významu, který vědecká a astronomická komunita tomuto dalekohledu p?ikládá.
Co nám umo?ňuje vidět?
Pozorování v infra?erveném pásmu je d?le?ité pro ?adu mimo?ádně d?le?itých astronomických studií, jako je nap?íklad detekce a kategorizace atmosfér planet v jiných slune?ních soustavách. V tomto ohledu je Webb?v teleskop mimo?ádně výkonný a umo?ňuje nám proniknout do prachových mra?en, v nich? se formují oblasti, kde vznikají nové hvězdy. Mezihvězdné mo?e toti? obsahuje velké mno?ství malých pevných ?ástic, které nazýváme mezihvězdný prach. Tyto ?ástice, a?koli jsou extrémně malé, velmi ú?inně pohlcují světlo hvězd, tak?e oblasti, kde vznikají nové hvězdy, ?asto nevidíme. Tyto ?ástice se v?ak stávají témě? pr?hlednými v infra?erveném zá?ení, kterým jsme schopni proniknout a nahlédnout do nitra těchto hustých oblak? prachu, a sledovat tak, jak vznikají nové hvězdy nejen v blízkých galaxiích, ale i ve vzdáleném vesmíru. V d?sledku rozpínání vesmíru se vlnová délka světla, které se k nám dostává, rozpíná, tak?e viditelné světlo hvězd ve vzdálených galaxiích se postupně posouvá do infra?ervené oblasti, a tento efekt je tím silněj?í, ?ím jsou galaxie vzdáleněj?í. Pokud tedy chcete vidět první generace hvězd, první galaxie a první ?erné díry, je nezbytné pozorovat v infra?ervené oblasti. Webb?v teleskop zvý?il na?i schopnost pozorovat slabé objekty 100 000krát více ne? p?edchozí dostupné teleskopy, a to je zásadní, proto?e ?ím jsou tyto objekty vzdáleněj?í, tím jsou slab?í.
Jedním z nejzajímavěj?ích aspekt? dalekohledu je, ?e umo?ňuje nejen pohled v prostoru, ale také v ?ase...
厂惫ě迟lo má kone?nou rychlost. Slunce, které vidíme nyní, není to, které tam právě te? je, ale je takové, jaké bylo asi p?ed osmi minutami, proto?e to je doba, kterou světlo pot?ebovalo k tomu, aby dorazilo od Slunce. Nejvzdáleněj?í galaxie, které byly nyní pozorovány, se nacházejí asi 300-400 milion? let po velkém t?esku, co? se m??e zdát jako hodně, ale v kontextu ?ivota vesmíru je to vlastně jen okam?ik, kdy? si uvědomíme, ?e ?ivot sou?asného vesmíru trvá p?es 13 miliard let, tak?e ve skute?nosti mluvíme o prvních okam?icích ?ivota vesmíru, kdy vznikly úplně první hvězdy, první ?erné díry a první vesmírné struktury. V tomto ohledu je Webb fantastickým strojem ?asu a umo?ňuje nám nahlédnout zpět zp?sobem, který nám dosud ?ádný jiný teleskop neumo?nil.
Doká?eme si p?edstavit, co bylo p?ed tímto astronomicky krátkým ?asem? Co bylo p?ed Velkým t?eskem?
P?ed Velkým t?eskem je fáze, kterou se zabývá kosmologie a kterou zkoumají jiné p?ístroje. My vlastně studujeme to, co se stalo po velkém t?esku. Pomocí Webbova dalekohledu se v podstatě sna?íme vypátrat vznik prvních hvězd. V tomto období mezi velkým t?eskem a vznikem prvních hvězd se nic nedělo, těmto obdobím ?íkáme "temný věk", temná epocha, kdy v podstatě existoval pouze vodík a helium a nějakým zp?sobem p?sobila pouze gravitace, která zp?sobovala kolaps hmoty. Nedo?lo k ?ádnému vzniku světla, dokud se v prvních hvězdách, které vznikly v d?sledku kolapsu prvních plynných jader, nespustily první jaderné reakce.
Dal?í p?íspěvek Webbova teleskopu se týká studia atmosféry exoplanet, tedy planet mimo slune?ní soustavu. Jaká je situace?
Planety, které byly nalezeny, nikoliv Webbem, ale jinými vesmírnými misemi a dal?ími pozemními dalekohledy, se po?ítají na tisíce. To, na co se Webb hlavně zamě?il, je pr?zkum jejich atmosfér, p?i?em? s obrovským úspěchem nalezl d?kazy r?zných molekul, jako je voda, oxid uhli?itý, metan. Zajímavé je, ?e zpo?átku byl zamě?en na ob?í planety, jako je Jupiter a Saturn, které se pozorují poněkud snadněji, proto?e jejich atmosféry jsou hust?í, ale v poslední době je nejobtí?něj?ím cílem studium atmosfér planet, které jsou podobněj?í Zemi a zároveň se nacházejí v takzvané "obyvatelné zóně", tedy na obě?ných drahách, kde není ani p?íli? vysoká, ani p?íli? nízká teplota a které umo?ňují existenci vody v kapalném stavu.