Jak vznikla Sluneční soustava?
Jak vypadal vesmír, když byl ještě velmi mladý?
A jak asi vypadají planety u jiných hvězd?
V průběhu předchozích 25 let nám Hubble poskytl odpovědi na tuto a mnohé další otázky.
Nicméně i nejlepší z dalekohledů potřebuje kolegu...
...a zde přichází na scénu Vesmírný dalekohled Jamese Webba.
Epizoda 83: Vesmírné dvojí dějství: Hubble potkává Jamese Webba
Uvádí Dr. J., známý také jako Dr. Joe Liske
Hubblův vesmírný teleskop od NASA/ESA byl vypuštěn roku 1990 a je neuvěřitelně úspěšný. Svých cílů jen nedosáhl, on je překonal.
Dalekohled je zřejmě nejlépe známý pro své úžasné záběry z vesmíru
- udělal toho ale mnohem víc.
V průběhu předchozích 25 let Hubble dokázal, že je jedním z nejúspěšnějších vědeckých přístrojů všech dob.
Ze své výhodné pozice vysoko nad zemskou atmosférou učinil mnoho objevů.
Mezi jeho úspěchy patří také přesné změření stáří vesmíru.
Sehrál také klíčovou úlohu v objevu zrychlující se expanze vesmíru.
Analyzoval exoplanety, objevil černé veledíry a pozoroval růst, srážky i splývání galaxií.
A to jsme jmenovali jen několik věcí.
Hubble byl skutečně prvním dalekohledem ve vesmíru, schopným pořizovat snímky ve viditelném i blízkém infračerveném světle,
takže Hubble připravil scénu a vykonal mnoho významných objevů v různých oblastech astrofyzikální vědy.
Zároveň ale vznesl množství otázek, protože jsme pochopili nové věci, jako je zrychlující se rozpínání vesmíru nebo vzhled vzdálených částí vesmíru.
Hubble byl nepopiratelně brilantní, ale některé části vesmíru ani on nedokáže pozorovat.
A zde přichází jeho budoucí kolega, Vesmírný dalekohled Jamese Webba!
Tento úžasný dalekohled je společným počinem NASA, Evropské kosmické agentury a Kanadské kosmické agentury.
Infračervený pohled Jamese Webba na vesmír pronikne prachem a odhalí jemné struktury oblastí s tvorbou nových hvězd,
prozkoumá světlo z prvních galaxií a hvězd, zrozených v době, kdy vesmír byl stále mladý...a mnohem, mnohem víc.
Budeme schopni pozorovat vývoj struktury vesmíru v průběhu kosmického času mnohem hlouběji.
Budeme například schopni zmapovat efekt gravitačních čoček, těchto tenkých obloučků v okolí hvězdokup, které nám s fantastickou přesností prozradí, jak masivní ony hvězdokupy jsou.
A vlastně snad i pochopíme povahu temné hmoty.
Je těžké si představit, o jak velkou a komplexní změnu půjde.
Zcela to změní podmínky toho, co můžeme dokázat a co můžeme změřit.
Takže jaké jsou hlavní rozdíly mezi Hubblem a Jamesem Webbem?
Tak v první řadě, James Webb je na poměry vesmírného teleskopu neuvěřitelně veliký.
Ačkoliv je zrcadlo Hubblu o průměru 2,4 metru poměrně veliké, je doslova trpaslíkem oproti 6,5-metrovému zrcadlu Jamese Webba.
James Webb tak má mnohem lepší šanci detekovat slabé světlo prvních galaxií.
Dalším rozdílem je fakt, že Hubble byl vytvořen tak, aby bylo možné jej jednou za čas navštívit a opravovat,
vyměňovat přístroje a vadné součástky.
To nebude v případě Jamese Webba možné. Jakmile bude vypuštěn, bude už ponechán svému osudu.
Úžasnou věcí ohledně Hubblova vesmírného dalekohledu je ta, že umožňoval servisní zásahy,
a tak jsme v průběhu pěti misí raketoplánu teleskop vylepšili - naposledy v roce 2009 - sám jsem měl to štěstí se té poslední účastnit -
a umístili jsme na Hubble nové přístroje, nové sluneční sestavy, počítače, paměťová média a všechno, co potřebujete k udržení funkčního teleskopu po co nejdelší dobu.
Myslím si tedy, že Hubble toho má ještě hodně co nabídnout, protože vesmír nám poskytuje množství záhad k vyřešení.
Jsem přesvědčen o tom, že ten největší objev Hubblu je ještě před námi.
Důvod pro rozdílný design je ten, že James Webb bude oproti Hubblu pozorovat v odlišném druhu záření.
Zatímco Hubble pozoruje v ultrafialovém, viditelném a zčásti infračerveném světle, James Webb je specializovaný na infračervené,
což znamená, že musí jít o chladný teleskop - velmi chladný teleskop.
Ve skutečnosti musí James Webb pracovat při teplotě kolem -230 stupňů Celsia - jen asi 40 stupňů nad absolutní nulou.
Důvodem je, že teplé objekty vyzařují infračervenou radiaci.
Takže pokud chcete mít váš infračervený dalekohled vysoce citlivý, musíte ho ochladit na velmi nízkou teplotu.
Jinak doslova oslepí sám sebe vyzařováním vlastního tepla.
Protože musí pracovat za neuvěřitelně nízkých teplot, nemůže být James Webb postaven stejným způsobem jako Hubble.
Navíc musí být teleskop vybaven mohutným slunečním štítem, který jej udržuje v chladu.
Teleskop a sluneční štít jsou tak velké, že James Webb se bude muset po svém vypuštění rozbalit.
Jde o úžasný inženýrský počin, jelikož všechny součásti dalekohledu musí být vyrobeny v pokojové teplotě,
ale pak musí být propojeny a dobře fungovat při ochlazení - při něm se rozměry vnitřních součástek mění.
Již průběh ochlazení čehokoliv na 40 K není snadný.
V rámci JWST máme velký sluneční štít a všechno je tak zastíněno,
stále však máme množství hardwaru, který musí být chráněn mnoha vrstvami povlaku, jde ale o kryogenický povlak, který musí být speciálně designován a vyroben.
Je velmi těžké je nainstalovat, což nás skutečně vzdaluje od míry obslužnosti a modularity, se kterou byl vyroben Hubble.
Udržování Jamese Webba v chladu je důvodem pro další velký rozdíl mezi ním a Hubblem.
Zatímco Hubble obíhá Zemi ve výšce kolem 500 kilometrů,
James Webb má velmi rozdílnou dráhu - nikoliv na orbitě Země - která jej bude udržovat ve vzdálenosti 1,5 milionu kilometrů od Země.
A astronomové mají ještě jeden bonus, na který se mohou těšit -
až bude James Webb vypuštěn, Hubble bude stále aktivní.
A tak po určitou dobu budou moci astronomové používat pro výzkum vesmíru oba dalekohledy.
Kdo ví, co všechno mohou objevit?
Jsem Dr. J, loučím se s vámi z Hubblecastu. I tentokrát nás technologie překvapily nad rámec naší představivosti.
Hubblecast je dílem ESA/Hubble na Evropské jižní observatoři v Německu.
Mise Hubblu je projektem mezinárodní spolupráce mezi NASA a Evropskou kosmickou agenturou.