Επιμέλεια: Γιάννης Σχίζας
Το διαστημικό τηλεσκόπιο Τζέιμς Γουέμπ αποτελεί εγχείρημα της NASA σε συνεργασία με τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος και τον Καναδικό Οργανισμό Διαστήματος. Ονομάστηκε έτσι προς τιμήν του Τζέιμς Ε. Γουέμπ, ο οποίος διετέλεσε δεύτερος διευθυντής στην ιστορία της NASA και είχε κεντρικό ρόλο στο πρόγραμμα Απόλλων.
Το πρόγραμμα για την κατασκευή του τηλεσκοπίου ξεκίνησε το 1996, με τη NASA επικεφαλής μιας συνεργασίας πολλών άλλων διεθνών διαστημικών οργανισμών. Η κατασκευή του ολοκληρώθηκε στις 28 Αυγούστου 2019, ενώ μετά από διαδοχικές αναβολές (Οκτώβριος 2018, Άνοιξη 2019, Μάιος 2020, Μάρτιος 2021, Οκτώβριος 2021), η εκτόξευσή του έγινε στις 25 Δεκεμβρίου του 2021.
Το τηλεσκόπιο βρίσκεται στο Σημείο Λαγκράνζ 2, περίπου 1,5 εκατομμύριο χιλιόμετρα πιο μακριά από τον Ήλιο σε σχέση με τη Γη. Το κάτοπτρό του έχει διάμετρο 6,5 μέτρα. Το τηλεσκόπιο πραγματοποιεί παρατηρήσεις από το κόκκινο φως μέχρι το μέσο υπέρυθρο (0.6-28.3μm) και πρέπει να διατηρείται σε θερμοκρασία 50 Κ (−223°C) ώστε να μην έχει θερμικές παρεμβολές όταν παρατηρεί στο υπέρυθρο.
Οι δυνατότητες του τηλεσκοπίου επιτρέπουν τη διεύρυνση των ερευνών και των αναλύσεων στα πεδία της Αστρονομίας και της Κοσμολογίας. Το τηλεσκόπιο θα προσφέρει άνευ προηγουμένου ανάλυση για μήκη κύματος από το μακρύ οπτικό φάσμα (πορτοκαλί-ερυθρό), έως το κοντινό με μέσο υπέρυθρο (0,6 με 28 μικρόμετρα).
Σε σύγκριση με το διαστημικό τηλεσκόπιο Χαμπλ, του οποίου ο καθρέπτης έχει διάμετρο 2,4 μέτρων, το αντίστοιχο κάτοπτρο του Τζέιμς Γουέμπ είναι διαμέτρου 6,5 μέτρων και αποτελείται από δεκαοκτώ επιχρυσωμένα εξαγωνικά τμήματα. Η μάζα εκτόξευσης του τηλεσκοπίου είναι ίση με 6.500 κιλά, περίπου το μισό της μάζας του Χαμπλ. Το τηλεσκόπιο βρίσκεται σε μακρινή απόσταση από τη Γη (1,5 εκατομμύρια χιλιόμετρα) στο σημείο Λαγκράνζ L2 στην αντίθετη κατεύθυνση από τον Ήλιο, τοποθεσία όπου έφτασε ένα μήνα μετά την εκτόξευση του. Διαθέτει επίσης μια μεγάλη ηλιακή ασπίδα ώστε να διατηρεί τον καθρέπτη του και τα επιστημονικά του όργανα σε θερμοκρασίες κάτω από τους –223,2 βαθμούς Kελσίου. Ένας από τους στόχους του τηλεσκοπίου είναι η παρατήρηση μερικών από τα πιο μακρινά συμβάντα και αντικείμενα στο σύμπαν, όπως ο σχηματισμός των πρώτων γαλαξιών, κάτι που ήταν αδύνατο για τα παλαιότερα επίγεια και διαστημικά όργανα μέτρησης. Ένας άλλος στόχος της αποστολής είναι η κατανόηση του σχηματισμού των αστέρων και των πλανητών, κάτι που συμπεριλαμβάνει και απευθείας απεικόνιση εξωπλανητών.
Η ΝΑΣΑ περιέγραψε το Τζέιμς Γουέμπ ως τον επιστημονικό διάδοχο του τηλεσκοπίου Χαμπλ, αλλά όχι ως αντικαταστάτη, καθώς οι δυνατότητες των δύο τηλεσκοπίων δεν είναι ίδιες. Το Τζέιμς Γουέμπ έχει τη δυνατότητα να ανιχνεύσει αντικείμενα με υψηλές τιμές μετατόπισης προς το ερυθρό, κάτι που σημαίνει πως μπορεί να παρατηρήσει πολύ παλαιότερα και πολύ πιο απομακρυσμένα αντικείμενα. Η επιχειρησιακή λειτουργία του Χαμπλ επεκτάθηκε για το διάστημα που θα απαιτηθεί, ώστε το Τζέιμς Γουέμπ να είναι έτοιμο. Κατά τη διάρκεια της περιόδου αυτής, ο σχεδιασμός του νέου τηλεσκοπίου άλλαξε έτσι ώστε να είναι ικανό να συλλέγει φωτογραφίες με μεγαλύτερο βάθος στο υπέρυθρο από ότι το Χαμπλ, και να υπερβαίνει τις δυνατότητες τόσο του Διαστημικού Παρατηρητηρίου Υπερύθρων όσο και του Διαστημικού Τηλεσκοπίου Σπίτζε.
NASA: Ανακαλύφθηκε η παλαιότερη μαύρη τρύπα
Οι επιστήμονες της NASA, χρησιμοποιώντας τα διαστημικά τηλεσκόπια James Webb και Chandra X-Ray, ανακάλυψαν την παλαιότερη μαύρη τρύπα που έχει παρατηρηθεί ποτέ. Η μαύρη τρύπα, η οποία εκτιμάται ότι είναι 10 έως 100 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τον ήλιο, υπολογίζεται ότι σχηματίστηκε 470 εκατομμύρια χρόνια μετά τo Big Bang, όταν το σύμπαν είχε μόλις το 3% της τρέχουσας ηλικίας του.
Ο επικεφαλής συγγραφέας της έρευνας Άκος Μπογκντάν, από το Κέντρο Αστροφυσικής του Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν, τόνισε ότι η συγκεκριμένη μαύρη τρύπα πιστεύεται πως ζυγίζει από 10% έως 100% της μάζας όλων των άστρων του γαλαξία στον οποίο ανήκει.
Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις των ερευνητών, η μαύρη τρύπα σχηματίστηκε από κολοσσιαία νέφη αερίων που κατέρρευσαν σε διπλανό γαλαξία, με αποτέλεσμα δύο γαλαξίες να συγχωνευτούν και η μαύρη τρύπα να κυριαρχήσει. Τα δύο διαστημικά τηλεσκόπια της NASA εντόπισαν το αντικείμενο με τη χρήση του λεγόμενου βαρυτικού φακού (gravitational lensing), μια τεχνική που μεγέθυνε την περιοχή του UHZ1 – του γαλαξία δηλαδή όπου βρίσκεται η μαύρη τρύπα. Για να το πετύχουν, τηλεσκόπια χρησιμοποίησαν το φως από ένα πολύ πιο κοντινό σμήνος γαλαξιών, σε απόσταση μόλις 3,2 δισ. ετών φωτός από τη Γη.
«Θεωρούμε ότι αυτή είναι η πρώτη ανίχνευση μιας τέτοιας μαύρης τρύπας και η καλύτερη απόδειξη μέχρι σήμερα ότι ορισμένες μαύρες τρύπες σχηματίζονται από μαζικά νέφη αερίου», σημείωσε η Πριγιαμβάντα Ναταρατζάν από το Γέιλ.
Δείγματα ανθρώπινης καρδιάς ταξίδεψαν για πειράματα
Δείγματα ανθρώπινου καρδιακού μυός που αποτελούν «προϊόντα» βιοτεχνολογίας θα «φιλοξενηθούν» στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS). Είναι οι πρώτοι ανθρώπινοι ιστοί της καρδιάς που ταξιδεύουν στο Διάστημα – το ταξίδι τους πραγματοποιείται με την 29η αποστολή της NASA για μεταφορά προμηθειών στον ISS την οποία εκτελεί η SpaceX.
Η αποστολή «SpaceX CRS-29» ξεκίνησε στις 9 Νοεμβρίου και χρειάζεται περίπου τρεις ημέρες για να φθάσει στον ISS. Τα δείγματα, που θα διατηρηθούν σε ειδικές συνθήκες φύλαξης, θα παραμείνουν στο Διάστημα για περίπου 30 ημέρες. Στη συνέχεια θα επιστρέψουν στη Γη προκειμένου να αναλυθούν για τις επιδράσεις της μικροβαρύτητας στους καρδιακούς ιστούς.
Μέσω αυτού του πειράματος οι ερευνητές της Ιατρικής Σχολής Icahn του Νοσοκομείου «Όρους Σινά» στη Νέα Υόρκη, οι οποίοι και αποστέλλουν τα δείγματα, στοχεύουν στο να κατανοήσουν καλύτερα πώς τα κύτταρα του καρδιακού μυός προσαρμόζονται σε συνθήκες ακραίου βιολογικού στρες καθώς και πώς η μικροβαρύτητα και άλλες πτυχές των διαστημικών ταξιδιών επιδρούν στη λειτουργία του ανθρώπινου καρδιακού μυός.
Η νέα γνώση που θα αποκτηθεί θα αποκαλύψει τις δυνατότητες αλλά και τους περιορισμούς της λειτουργίας των καρδιακών κυττάρων στο Διάστημα, γεγονός άκρως σημαντικό για τη διατήρηση της υγείας των αστροναυτών. Παράλληλα θα αποτελέσει ένα πρώτο βήμα για τις μελλοντικές προσπάθειες μηχανικής ιστών, της βιοεκτύπωσης καθώς και της δημιουργίας οργανοειδών στο Διάστημα – σε συνθήκες δηλαδή μικροβαρύτητας.
Οι ερευνητές του «Όρους Σινά» συνεργάζονται με την εταιρεία Space Tango σε αυτό το πείραμα, η οποία παρέχει πρόσβαση στη μικροβαρύτητα για ερευνητικούς σκοπούς στον ΙSS. H Space Tango διαχειρίζεται τους ιστούς οι οποίοι κατά τη διάρκεια του ταξιδιού φυλάσσονται σε ειδικά δοχεία που με τη σειρά τους είναι τοποθετημένα σε μια μεγαλύτερη μονάδα που ονομάζεται CubeLab. Τα μικροσκοπικά δοχεία φύλαξης με μέγεθος ενός χιλιοστόμετρου περιέχουν ειδικά μέσα καλλιέργειας προκειμένου τα κύτταρα να παραμείνουν ζωντανά καθ’ όλο το διάστημα παραμονής τους στον Διαστημικό Σταθμό. Μετά την άφιξη στον ΙSS οι αστροναύτες θα τοποθετήσουν το CubeLab σε έναν ειδικό χώρο φύλαξης. Περί τις 30 ημέρες αργότερα τα δείγματα θα επιστρέψουν στη Γη για να γίνει ανάλυσή τους από τους ερευνητές.
Οι αστροναύτες παρουσιάζουν συχνά σημάδια καρδιακής ανεπάρκειας κατά την παραμονή τους στο Διάστημα εξαιτίας των ακραίων συνθηκών οι οποίες φαίνεται να επιταχύνουν τη διαδικασία γήρανσης του ανθρώπινου οργανισμού. Τα αποτελέσματα του πειράματος θα βοηθήσουν τους επιστήμονες να ανακαλύψουν νέους τρόπους προφύλαξης της καρδιακής υγείας των αστροναυτών αλλά και να αναπτύξουν παράλληλα καινούργιες θεραπείες για τα καρδιαγγειακά νοσήματα που πλήττουν τον ολοένα και πιο γηρασμένο πληθυσμό της Γης.
«Αυτό το πείραμα θα μας βοηθήσει να κατανοήσουμε την επίδραση της μικροβαρύτητας και των διαστημικών ταξιδιών στα ανθρώπινα κύτταρα του καρδιακού μυός καθώς θα εξετάσουμε για πρώτη φορά πώς αυτά τα άκρως ενεργά παλλόμενα κύτταρα προσαρμόζονται σε έναν ολόκληρο μήνα έκθεσης σε ακραίες συνθήκες, εξήγησε ο δρ Κέβιν Κόστα, επικεφαλής του πειράματος, αναπληρωτής καθηγητής Καρδιολογίας στη Σχολή Icahn του «Όρους Σινά».
