De la primul telescop inventat în anul 1608, o unealtă simplă care mărea obiectele de trei ori, am ajuns la instrumente capabile să privească înapoi în timp, aproape până la nașterea Universului. Dar care este cel mai puternic telescop din prezent și care sunt, de fapt, limitele viziunii sale cosmice?
Răspunsul este Telescopul Spațial James Webb (JWST). Lansat în decembrie 2021, acest observator a fost proiectat să detecteze lumină în infraroșu, lungimi de undă invizibile pentru ochiul uman, dar esențiale pentru a dezvălui secretele cosmosului. Spre deosebire de predecesorul său, faimosul telescop Hubble, care observă în principal spectrul vizibil și ultraviolet, JWST este specializat în a capta căldura slabă a celor mai vechi obiecte din Univers.
Multe corpuri cerești nu emit suficientă lumină vizibilă pentru a fi detectate de la distanțe uriașe. Lumina infraroșie, însă, cu lungimea sa de undă mare, nu doar că este mai ușor de detectat, dar are și capacitatea remarcabilă de a trece prin norii denși de praf cosmic care blochează viziunea altor telescoape. Chiar și noul și puternicul telescop Vera C. Rubin din Chile este limitat de aceste bariere atmosferice și cosmice.
Cât de departe poate vedea un telescop: o fereastră către zorii timpului
Universul a început ca un amestec fierbinte și dens de particule. Pe măsură ce s-a extins și s-a răcit, au apărut primele stele și galaxii. Cele mai vechi dintre acestea, pe care le putem observa acum, s-au format acum aproximativ 13,7 miliarde de ani, la doar câteva sute de milioane de ani după Big Bang.
„Telescopul Spațial James Webb s-a dovedit capabil să vadă 98% din drumul înapoi până la Big Bang. Acest lucru depășește speranțele și așteptările majorității dintre noi, cei implicați în planificarea inițială a telescopului.”, a explicat pentru publicaţia Live Science Peter Jakobsen, profesor asociat de astrofizică la Universitatea din Copenhaga.
Puterea extraordinară a JWST provine, în mare parte, de la oglinda sa primară gigantică, a precizat Carol Christian, astrofizician la Institutul de Știință al Telescopului Spațial. Cu un diametru de 6,5 metri și o suprafață de colectare de 25 de metri pătrați, oglinda JWST este masivă în comparație cu cea a lui Hubble, care are 2,4 metri în diametru și o suprafață de 4,5 metri pătrați.
Amplasarea în spațiu, departe de turbulențele și poluarea luminoasă a atmosferei terestre, este un alt avantaj crucial. JWST orbitează Soarele într-un punct de echilibru gravitațional perfect, cunoscut ca punctul Lagrange L2, la 1,5 milioane de kilometri de Pământ, asigurând o viziune clară și neîntreruptă asupra adâncurilor spațiului.
Cum măsurăm distanța până la marginea Universului?
Când privim cerul nopții, privim în trecut. Lumina călătorește cu o viteză finită (aproximativ 299.792 de kilometri pe secundă), deci lumina de la un obiect îndepărtat ajunge la noi după un timp foarte lung. Dacă luminii Soarelui îi ia 8 minute să ajungă pe Pământ, lumina de la cele mai îndepărtate galaxii a călătorit miliarde de ani.
Măsurarea acestor distanțe nu este simplă, explică Jakobsen. Astronomii trebuie să țină cont de expansiunea continuă a universului. Soluția este măsurarea „deplasării spre roșu” (redshift). Pe măsură ce universul se extinde, lumina de la obiectele care se îndepărtează de noi este „întinsă” spre lungimi de undă mai lungi, mai roșii. Cu cât un obiect este mai departe, cu atât deplasarea sa spre roșu este mai mare.
În prezent, unul dintre cei mai îndepărtați candidați detectați este galaxia JADES-GS-z14-0, observată la doar 290 de milioane de ani după Big Bang. Un alt candidat, încă neconfirmat oficial, MoM-z14, ar putea fi și mai vechi, datat la 280 de milioane de ani după Big Bang. Aceste descoperiri împing limitele modelelor noastre actuale despre formarea Universului.
JWST a demonstrat deja că poate privi mai adânc în istoria cosmică decât Hubble, care a atins o limită de aproximativ 13,4 miliarde de ani în trecut. Deși JWST este campionul actual, competiția nu doarme. China dezvoltă Telescopul Stației Spațiale Chineze, un instrument care promite să capteze o gamă și mai largă de frecvențe de lumină, deschizând potențial o nouă eră a descoperirilor cosmice.
