Od doby, kdy byl projekt poprvé vytvořen, vědci netrpělivě očekávali den, kdy se tento projekt uskuteční Vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST) poletí do vesmíru. Jako plánovaný nástupce Hubble ,JWST využije své výkonné infračervené zobrazovací schopnosti ke studiu některých nejvzdálenějších objektů ve vesmíru (jako je vznik prvních galaxií) a ke studiu extrasolárních planet kolem blízkých hvězd.
Mnoho se však spekulovalo a hovořilo o tom, které cíle budou pro JWST první. Naštěstí na základě doporučení výboru pro přidělování času a důkladné technické kontroly Space Telescope Science Institute (STScI) nedávno oznámil že vybrala třináct vědeckých programů „předčasného vydání“, jejichž studiem stráví JWST prvních pět měsíců ve službě.
V rámci JWST Director's Discretionary Early Release Science Program (DD-ERS), těchto třináct cílů bylo vybráno přísným procesem vzájemného hodnocení. To sestávalo z 253 řešitelů z 18 krajů a 106 vědeckých institucí, kteří si vybírali z více než 100 návrhů. Každému programu bylo přiděleno 500 hodin pozorovacího času, jakmile skončí 6měsíční období uvádění do provozu.
Prvek optického teleskopu JWST/Integrated Science Instrument Modul (OTIS) prochází testováním v Johnsonově vesmírném středisku NASA. Poděkování: NASA/Desiree Stover
Jak řekl Ken Sembach, ředitel Space Telescope Science Institute (STScI), v ESA tiskové prohlášení :
'Byli jsme ohromeni vysokou kvalitou obdržených návrhů. Tyto programy nejenže vytvoří skvělou vědu, ale budou také jedinečným zdrojem pro demonstraci vyšetřovacích schopností této mimořádné observatoře světové vědecké komunitě....Chceme, aby výzkumná komunita byla co možná nejproduktivnější z vědeckého hlediska, a to co nejdříve, a proto jsem tak rád, že mohu věnovat téměř 500 hodin režisérova volného času těmto vědeckým pozorováním v raném vydání..'
Každý program se bude opírat o sadu čtyř vědeckých přístrojů JWST, které přispěly NASA, Evropská vesmírná agentura (ESA) a Kanadská vesmírná agentura (CSA). Mezi ně patří Blízký infračervený spektrograf (NIRSpec) a Středně infračervený přístroj (MIRI) vyvinuté ESA, stejně jako Blízká infračervená kamera (NIRCam) vyvinutý NASA a STScI a Near-Infrared Imager a Slitless Spectrograph (NIRISS) vyvinutý ČSA.
Mezi třináct vybraných programů patří „ Přes hledící SKLO “, který se bude opírat o zkušenosti astronomické komunity s používánímHubbleprovádět bezštěrbinovou spektroskopii a předchozí průzkumy s cílem shromáždit data o formování galaxií a mezigalaktickém prostředí od nejstarších epoch vesmíru až po současnost. Hlavním řešitelem (PI) tohoto programu je Tommaso Treu z Kalifornské univerzity v Los Angeles.
Po nasazení bude JWST provádět různé vědecké mise zaměřené na zlepšení našeho chápání vesmíru. Poděkování: NASA/STScI
Další je Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS), který bude provádět překrývající se pozorování za účelem vytvoření koordinovaného extragalaktického průzkumu. Cílem tohoto průzkumu je umožnit astronomům vidět první viditelné světlo vesmíru (asi 240 000 až 300 000 let po velkém třesku) a také informace z epochy reionizace (asi 150 milionů až 1 miliarda let po velkém třesku) a období, kdy vznikly první galaxie. PI pro tento program je Steven Finkelstein z Texaské univerzity v Austinu.
Pak je tu Vědecký program včasného vydání komunity tranzitujících exoplanet , která bude navazovat na práci oHubble, Spitzer , a Kepler vesmírných dalekohledů prováděním průzkumů exoplanet. Stejně jako jeho předchůdci se bude skládat z monitorování hvězd pro periodické poklesy jasu, které jsou způsobeny planetami procházejícími mezi nimi a pozorovatelem (aka. Tranzitní fotometrie ).
Ve srovnání s dřívějšími misemi však bude JWST schopna studovat tranzitující planety do bezprecedentních detailů, od kterých se očekává, že odhalí objemy o jejich složení, struktuře a dynamice atmosféry. Očekává se proto, že tento program, jehož hlavním vedoucím je Imke de Pater z University of California Berkeley, přinese revoluci v našem chápání planet, vzniku planet a původu života.
Zaměřuje se také na studium exoplanet Vysoce kontrastní zobrazování exoplanet a extraplanetárních systémů program, který se zaměří na přímo zobrazené planety a disky cirkumstelárního odpadu. Opět je cílem využít vylepšené schopnosti JWST k poskytování podrobných analýz atmosférické struktury a složení exoplanet, stejně jako vlastností oblačných částic disků trosek.
Umělcova představa planety obíhající kolem červeného trpaslíka. Kredit: ESO/M. Kornmesser
Ale samozřejmě, ne všechny programy jsou věnovány studiu věcí mimo naši sluneční soustavu, jak ukazuje program, který se zaměří na Jupiter a Joviánský systém . Přidání k výzkumu provedenému Galileo a Juno mise, bude JWST používat svou sadu nástrojů k charakterizaci a vytváření map vrstev oblačnosti Jupitera, větrů, složení, polární aktivity a teplotní struktury.
Tento program se také zaměří na některé z největších měsíců Jupiteru (aka „Galilean Moons“) a prstencovou strukturu planety. Data získaná JWST budou použita k vytvoření map atmosféry a sopečného povrchu Io, slabé atmosféry Ganymedu, budou poskytovat omezení tepelné a atmosférické struktuře těchto měsíců a hledat oblaky na jejich povrchu. Jak uvedl Alvaro Giménez, ředitel vědy ESA, prohlásil :
„Je vzrušující vidět zapojení astronomické komunity do navrhování a navrhování prvních vědeckých programů pro vesmírný teleskop Jamese Webba. Webb změní naše chápání vesmíru a výsledky, které vyplynou z těchto raných pozorování, budou znamenat začátek nového vzrušujícího dobrodružství v astronomii.
Během své mise, která bude trvat minimálně pět let (s výjimkou prodloužení), se JWST bude zabývat také mnoha dalšími klíčovými tématy v moderní astronomii a bude zkoumat vesmír za hranice toho, co byl Hubble schopen vidět. Bude také stavět na pozorováních provedených Hubbleem, zkoumajícím galaxie, jejichž světlo bylo roztaženo do infračervených vlnových délek expanzí vesmíru.
18segmentové primární zrcadlo vesmírného teleskopu Jamese Webba, pozlacené beryliové zrcadlo, má sběrnou plochu 25 metrů čtverečních. Poděkování: NASA/Chris Gunn
Kromě toho, že se Webb podívá dále do minulosti, aby zmapoval kosmický vývoj, bude také zkoumat Supermasivní černé díry (SMBH), které leží v centrech nejhmotnějších galaxií – za účelem získání přesných odhadů hmotnosti. V neposlední řadě se Webb zaměří na zrození nových hvězd a jejich planet, zpočátku se zaměří na světy velikosti Jupitera a poté přesune pozornost na studium menších superzemí.
John C. Mather, hlavní vědecký pracovník projektu JWST a hlavní astrofyzik z Goddard Space Flight Center NASA, také vyjádřil nadšení pro vybrané programy. 'Jsem nadšený, že vidím seznam nejfascinujících cílů astronomů pro teleskop Webb, a nesmírně toužím vidět výsledky,' řekl. 'Plně očekáváme, že budeme překvapeni tím, co najdeme.'
Astronomové a badatelé léta netrpělivě očekávali den, kdy JWST začne shromažďovat a zveřejňovat svá první pozorování. S tolika možnostmi a tolika čekáním na objevení je nasazení dalekohledu (které je naplánováno na rok 2019) událostí, která nemůže přijít dostatečně brzy!