Webb Uzay Teleskobu yönünü ayarlıyor. Kredi: NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi
Webb’in bilim hedefleri çok geniş bir tema yelpazesini kapsar ve astronomideki birçok açık soruyu ele alacaktır. Dört ana alana ayrılabilirler:
diğer dünyalar
Anahtar sorular: Gezegen sistemleri nerede ve nasıl oluşur ve gelişir?
Hızla gelişen alan sayesinde ötegezegen çalışmalar – Güneş Sistemimizin ötesindeki gezegenler – Webb, şu gibi temel sorulara katkıda bulunabilecek: Dünya benzersiz mi? Bizimkine benzer başka gezegen sistemleri var mı? Evrende yalnız mıyız?
Exoplanet görev zaman çizelgesi. 1990’larda yer tabanlı gözlemevleri tarafından dış gezegenlerin ilk keşifleri, Güneş Sistemi’ne bakış açımızı tamamen değiştirdi ve bugün devam eden yeni araştırma alanları açtı. Bu bilgi grafiği, yalnızca dış gezegenlere özel görevler değil, aynı zamanda geçmiş, şimdiki zaman ve gelecek gibi dış gezegenlere duyarlı görevler de dahil olmak üzere, alana katkıda bulunan ana alanları vurgular. Kredi bilgileri: ESA
Webb, çok çeşitli ötegezegenlerin atmosferlerini ayrıntılı olarak inceleyecek. Hayatın yapı taşlarını bulmanın heyecan verici umuduyla, Dünya’nınkine benzer atmosferleri ve metan, su, oksijen, karbondioksit ve karmaşık organik moleküller gibi temel maddelerin imzalarını arayacak. Bu şekilde Webb, ESA’nın, ötegezegenlerin neyden yapıldığını, nasıl oluştuklarını ve nasıl geliştiklerini araştıracak bir uzay teleskopu olan Atmosferik Uzaktan Algılamalı Kızılötesi Ötegezegen Büyük Araştırmasını (Ariel) tamamlayacak.
Eve daha yakın olan Webb, kendi Güneş Sistemimizdeki dış gezegenleri de inceleyecek. Birçok ötegezegen benzer Neptün ve UranüsBu nedenle, kendi güneş komşumuzdaki gezegenleri incelemek, genel olarak gezegen oluşumunu daha iyi anlamak için yeni anlayışlar sağlayabilir.
yıldızların yaşam döngüsü
Anahtar sorular: Yıldızlar nasıl ve nerede oluşur? Kaç tanesinin oluştuğunu ve bireysel kitlelerini ne belirler? Yıldızlar nasıl ölür ve ölümleri çevredeki ortamı nasıl etkiler?
Farklı başlangıç kütlelerine sahip yıldızlar için bazı olası evrimsel yolların sanatçı izlenimi. Bazı ön-yıldızlar, kahverengi cüceler, hiçbir zaman tam teşekküllü yıldızlara dönüşecek kadar ısınmazlar ve sadece soğurlar ve kaybolurlar. En yaygın yıldız türü olan kırmızı cüceler, tüm hidrojenlerini helyuma dönüştürerek beyaz bir cüceye dönüşene kadar yanmaya devam ederler. Güneşe benzeyen yıldızlar, çekirdekleri çökerek beyaz bir cüceye dönüşürken dış kabuklarını renkli nebulaya dönüştürmeden önce şişerek kırmızı devlere dönüşürler. En büyük kütleli yıldızlar, yakıtlarını yaktıktan sonra aniden çökerek bir süpernova patlamasını veya gama ışını patlamasını tetikler ve arkalarında bir nötron yıldızı veya kara delik bırakırlar. Kredi bilgileri: ESA
Yıldızlar, Evrenin basit elementlerini daha ağır elementlere dönüştürür ve süpernova patlamaları yoluyla onları kozmosa yayar. Spektrumun kızılötesi kısmında gözlem yapan Webb, yeni doğan yıldızların etrafındaki tozlu zarfların içinden bakabilecek. Üstün hassasiyeti, gökbilimcilerin yıldız doğumunun en erken aşamaları olan sönük ön-yıldız çekirdeklerini doğrudan araştırmasına da olanak tanıyacak.
Webb, kahverengi cüceleri, kütleleri bir gezegeninki ile bir yıldızın kütleleri arasında olan ve termonükleer reaksiyonları başlatacak ve tam teşekküllü yıldızlara dönüşecek kadar büyük olmayan bir yıldıza sahip sönük nesneleri inceleyecek. Webb, toz ve gaz bulutlarının nasıl ve neden yıldızlara dönüştüğünü veya gaz devi gezegenler veya kahverengi cüceler haline geldiğini belirleyecek.
Webb ayrıca en büyük kütleli yıldızların süpernova olarak patladığını ve kozmosu yeni nesil yıldızlar oluşturmak üzere zenginleştiren değerli ağır metallerle birlikte daha fazla toz ve gaz bulutu bıraktığını görecek.
Erken Evren
Anahtar sorular: Erken Evren neye benziyordu? İlk yıldızlar ve galaksiler ne zaman ortaya çıktı?
Galaksilerin Hubble Ultra Derin Alanı. Birçoğu yaklaşık altı milyar yıl öncesine ait olanlar da dahil olmak üzere, bu görüntüdeki galaksilerin 179’undaki yıldız oluşum aktivitesine ilişkin yeni bir çalışma, daha önceki şaşırtıcı bir sonucu doğrulamaktadır: daha düşük kütleli galaksiler, yıldızları beklenenden biraz daha yavaş bir hızda yapma eğilimindedir. Kredi: NASA, ESA ve S. Beckwith (STScI) ve HUDF Ekibi
İnsanlık tarihinde ilk kez, oluşan ilk yıldızları ve galaksileri doğrudan gözlemleme fırsatına sahibiz. Webb’in kızılötesi görüşü, onu 13,5 milyar yıl geriye bakacak ve Hubble’ın bize genç galaksileri yalnızca birkaç yüz milyon yaşında, küçük, kompakt ve düzensiz olduklarında gösteren “derin alanları” sınırlarının ötesine taşıyacak güçlü bir zaman makinesi yapıyor. . Webb’in kızılötesi duyarlılığı sadece zamanda daha geriye bakmakla kalmayacak, aynı zamanda erken Evren’deki yıldızlar ve galaksiler hakkında önemli ölçüde daha fazla bilgi ortaya çıkaracaktır. Hubble ‘yürümeye başlayan’ galaksilere bakarken, Webb ‘bebek’ evresini görecek!
Webb’in verileri aynı zamanda kara deliklerin nasıl erkenden oluştuğu ve büyüdüğü ve erken Evrenin oluşumu ve evrimi üzerinde ne gibi etkileri olduğuna dair zorlayıcı soruları da yanıtlayacaktır.
zaman içinde galaksiler
Anahtar sorular: İlk galaksiler zaman içinde nasıl gelişti? Karanlık madde ve karanlık enerji hakkında ne öğrenebiliriz?
Bu çizim, Evrenimizin neredeyse 14 milyar yıllık tarihini özetlemektedir. Özelliklerinin neredeyse tekdüze olduğu ve yalnızca küçük dalgalanmalarla noktalandığı kozmosun ilk aşaması arasında meydana gelen ana olayları, bugün gözlemlediğimiz zengin çeşitlilikteki kozmik yapılara gösterir: yıldızlar ve galaksiler. Çizimin sağ tarafındaki panel dizisi, önce bir gökada kümesini, ardından kendi Samanyolu Gökadamıza benzer bir sarmal gökadayı ve son olarak Güneş Sistemini ortaya çıkarmak için kozmik büyük ölçekli yapıya yakınlaştırır. Kredi: ESA – C. Carreau
Günümüzün Evreni galaksiler tarafından doldurulur – yüz milyarlarca yıldızdan oluşan kozmik adalar. Boyutları ve şekilleri çok farklı olup, nasıl oluştuklarına ve evrimleştiklerine dair ipuçları barındırmaktadır. İlk birkaç milyar yılda, Evren çok dinamikti, galaksiler birleşen olaylardan geçiyor veya parçalanıyor ve kısa ömürlü, büyük kütleli yıldızlardan gelen süpernova patlamalarıyla biberleniyordu. Kızılötesi dalga boylarında çalışan Webb, bu ilkel galaksilerden gelen ışığın büyük kısmını gözlemleyebilir ve onların tozla örtülü yıldız doğumlarını ve madde emici karadeliklerini ortaya çıkarabilir.
Webb ayrıca kozmosu dolduran ancak doğrudan görülemeyen karanlık maddeye de ışık tutacak. Bu şekilde Webb, ESA’ları tamamlayacaktır. Öklid Evrenin geometrisini haritalayacak ve karanlık enerjiyi, Evrenin hızlanan genişlemesinin arkasındaki gücü ve karanlık maddeyi incelemek için özel olarak tasarlanmış bir görev.