Χαρμανδάρης στο Dnews: Τον Ιούνιο οι πρώτες παρατηρήσεις από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb

09:50 20/4/2022 - Πηγή: Dikaiologitika

Μετά την απογείωσή του το μεσημέρι των Χριστουγέννων του 2021 από το διαστημικό κέντρο της γαλλικής Γουιάνας, το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, η ναυαρχίδα της NASA, έχει φτάσει στον τελικό του προορισμό, σε απόσταση 1,5 εκατομμυρίου χλμ. από την Γη.

Από εκεί θα λειτουργεί για τα επόμενα 5 τουλάχιστον χρόνια, ενώ στις αρχές Ιουνίου αναμένεται να προσφέρει τις πρώτες επιστημονικές

του παρατηρήσεις. Την ίδια ώρα Έλληνες και ξένοι ερευνητές έχουν ήδη εξασφαλίσει χρόνο παρατήρησης με το τηλεσκόπιο, μέσα από μια ιδιαίτερα ανταγωνιστική διαδικασία, ώστε να απαντήσουν σε συγκεκριμένα επιστημονικά ερωτήματα που έχουν θέσει.

Για τη μοναδικότητα και τη σημασία του εγχειρήματος για την ερευνητική κοινότητα, την κοινωνία αλλά και την ανθρωπότητα γενικότερα μιλά σήμερα στο Dnews ο Καθηγητής Αστροφυσικής του Πανεπιστημίου Κρήτης και Διευθυντής του Ινστιτούτου Αστροφυσικής του ΙΤΕ και του Αστεροσκοπείου Σκίνακα, Βασίλης Χαρμανδάρης.

Αξίζει τον κόπο να δαπανηθούν 10 δισ. δολάρια για ένα τηλεσκόπιο; Και συγκεκριμένα για το διαστημικό τηλεσκόπιο Τζέιμς Γουέμπ, που είναι το μεγαλύτερο που έχει αποστείλει ποτέ στο διάστημα ο άνθρωπος;

Η απάντηση ενός αστρονόμου είναι προφανώς ναι! Αν και η ερώτηση εμπεριέχει μια προκατάληψη που γίνεται εμφανής αν συγκριθεί αυτό το ποσό με άλλες δαπάνες, όπως υποστηρίζει ο Καθηγητής Αστροφυσικής στο Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Κρήτης και Διευθυντής του Ινστιτούτου Αστροφυσικής του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας καθώς και του Αστεροσκοπείου Σκίνακα, Βασίλης Χαρμανδάρης, ο οποίος είναι επιστημονικός σύμβουλος του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) και μέλος του επιστημονικού συμβουλίου του Ινστιτούτου Επιστημών του Σύμπαντος του CNRS (Γαλλία): «Ένα αεροπλανοφόρο των ΗΠΑ για παράδειγμα κοστίζει λίγο παραπάνω και οι ΗΠΑ διαθέτουν 11 από αυτά. Είναι όλα απαραίτητα; Επιπλέον οι συνολικές δαπάνες για έρευνα, όχι μόνο στην αστρονομία αλλά σε όλες τις επιστήμες είναι μόλις 2% του παγκόσμιου προϋπολογισμού, αν και η ιστορία έχει δείξει ότι αυτές οι δαπάνες έχουν μια πολλαπλασιαστική θετική επίδραση τόσο στην ανάπτυξη της κοινωνίας όσο και στην ίδια την οικονομία. Μια μεγάλη σειρά από τεχνολογικές ανακαλύψεις που ήταν απαραίτητες για να απαντηθούν ερωτήματα αστροφυσικής και διαστημικής φυσικής, όπως για παράδειγμα οι δορυφορικές τηλεπικοινωνίες ή η ανάλυση ψηφιακών εικόνων, χρησιμοποιούνται πλέον καθημερινά από όλους μας κάθε φορά που μιλάμε με το κινητό μας…».

Ο ίδιος περιγράφει πως το διαστημικό τηλεσκόπιο Τζέιμς Γουέμπ (James Webb Space Telescope, JWST), σε αντίθεση με άλλα τηλεσκόπια που είναι σε τροχιά γύρω από τη Γη, βρίσκεται αντιδιαμετρικά πάντοτε από τον Ήλιο σε σχέση με τη Γη σε απόσταση 1.5 εκατομμυρίου χλμ. από τον πλανήτη μας. «Αυτή είναι μια απόσταση “αστρονομική”, σχεδόν 4 φορές μεγαλύτερη από την απόσταση ανάμεσα στη Γη και τη Σελήνη. Με τον τρόπο αυτό το τηλεσκόπιο έχει τη Γη, τη Σελήνη και τον Ήλιο πάντοτε προς την ίδια πλευρά του ουρανού, και επομένως, μιας που τα τρία αυτά αντικείμενα είναι πολύ φωτεινά και το εμποδίζουν, μπορεί να παρατηρεί τον υπόλοιπο ουρανό πολύ πιο εύκολα. Αυτή την περίοδο γίνονται μια σειρά από έλεγχοι για να βεβαιωθούμε ότι λειτουργεί σωστά. Αναμένουμε να αρχίσει τις πρώτες επιστημονικές του παρατηρήσεις στις αρχές Ιουνίου».

Σύμφωνα με τον καθηγητή Χαρμανδάρη, το τηλεσκόπιο βρίσκεται στο διάστημα και ακολουθώντας τις εντολές που του στέλνουν οι επιστήμονες παρατηρεί διαδοχικά ουράνια αντικείμενα, δηλαδή πλανήτες, αστέρια, νεφελώματα και γαλαξίες. «Οι παρατηρήσεις αυτές είναι ιδιαίτερα σημαντικές διότι ποτέ στο παρελθόν δε μπορούσαμε να συλλέξουμε δεδομένα με τέτοια ποιότητα. Ανοίγει επομένως ένα νέο παράθυρο στο Σύμπαν, προσφέροντάς μας μια ευκρινή εικόνα αμυδρών αντικειμένων που δεν είχαμε ποτέ την ευκαιρία να μελετήσουμε στο παρελθόν», συμπληρώνει.

Η βασική επανάσταση του JWST οφείλεται στο μέγεθος του καθρέπτη του (έχει διάμετρο 6.5μ, σχεδόν η διπλάσια από το προηγούμενο διαστημικό τηλεσκόπιο Herschel που λειτουργούσε από το 2009 έως το 2013, και αποτελείται από 18 εξαγωνικά τμήματα τα οποία είναι τοποθετημένα με ακρίβεια το ένα δίπλα στο άλλο) και την ευαισθησία των οργάνων τα οποία προσφέρουν μεγάλη διακριτική ικανότητα, δηλαδή ευκρίνεια στην αναγνώριση λεπτομερειών στις εικόνες που εκείνο συλλέγει, καθώς και δυνατότητα να φωτογράφισης αμυδρών αντικείμενων. «Το τηλεσκόπιο θα κάνει παρατηρήσεις φωτός που μπορούμε να δούμε με τα μάτια μας, το λεγόμενο οπτικό, φθάνοντας μέχρι μήκη κύματος, σχεδόν 50 φορές μεγαλύτερα, το λεγόμενο υπέρυθρο φως. Αν και αυτή η περιοχή του υπέρυθρου φωτός είχε ήδη εξερευνηθεί με το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer, που είχε εκτοξευτεί πριν από σχεδόν 20 χρόνια, το οποίο είχε ένα καθρέπτη 8 φορές πιο μικρό σε διάμετρο και όργανα παλαιότερης τεχνολογίας. Η διακριτική ικανότητα του JWST θα είναι σχεδόν 10 φορές καλύτερη και θα μπορούμε να δούμε αντικείμενα έως και 100 φορές πιο αμυδρά», διευκρινίζει ο Έλληνας επιστήμονας.

Μια διεθνής συνεργασία με μεγάλο κόστος

Όπως στα περισσότερα διαστημικά προγράμματα τόσο μεγάλου μεγέθους και κόστους, έτσι και σε αυτό χρειάστηκε διεθνής συνεργασία για την υλοποίησή του και πολύς χρόνος. Ο κύριος εταίρος είναι η NASA, αλλά συμμετέχουν ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA) και ο Καναδικός Οργανισμός Διαστήματος. Το τηλεσκόπιο κατασκευάστηκε κατά κύριο λόγο από την αμερικανική εταιρεία Northrop Grumman, ενώ τα τέσσερα επιστημονικά όργανα που θα αναλύουν το φως που θα συλλέγει το JWST κατασκευάστηκαν από κοινοπραξίες πανεπιστημίων και ερευνητικών κέντρων στις ΗΠΑ και στην Ευρώπη.

«Είναι σχετικά συνηθισμένο να μεσολαβούν πάνω από 10 ή 15 χρόνια μεταξύ της αρχικής ιδέας για μια νέα μεγάλη διαστημική αποστολή και της ημέρας της εκτόξευσης. Υπάρχουν μια σειρά από διαδικασίες στους διαστημικούς οργανισμούς της NASA και της ESA, αξιολογήσεις της επιστημονικής ωριμότητας της ιδέας αλλά και το πόσο εφικτό είναι να αναπτυχθεί η απαιτούμενη τεχνολογία, οι οποίες πρέπει να απαντηθούν επιτυχώς πριν προχωρήσουμε στο επόμενο βήμα.

Επιπλέον η όλη οικονομική κατάσταση και το αν η πολιτεία επιθυμεί σε κάθε περίοδο να δαπανήσει τα απαραίτητα κεφάλαια μπορεί να οδηγήσει σε καθυστερήσεις ή ακόμη και σε ακύρωση των διαστημικών αποστολών. Ακόμη και οι διεθνείς συγκυρίες, όπως για παράδειγμα η εισβολή της Ρωσίας στην Ουκρανία, επηρεάζει άμεσα επιστημονικά προγράμματα τα οποία στηρίζονται σε διεθνείς συνεργασίες», προσθέτει ο Καθ. Χαρμανδάρης.

Η υπόσχεση του Webb δεν είναι αυτά που ήδη γνωρίζουν οι επιστήμονες ότι θα ανακαλύψουν, αλλά αυτά που δεν καταλαβαίνουν ή δεν είναι έτοιμοι να καταλάβουν ακόμη για το σύμπαν μας. Σύμφωνα με τον Καθηγητή, το JWST σκοπεύει να αναζητήσει φως από τα πρώτα αστέρια και τους γαλαξίες που σχηματίστηκαν στο σύμπαν μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, να μελετήσει το σχηματισμό και την εξέλιξη των γαλαξιών, να κατανοήσει τον σχηματισμό των άστρων και των πλανητών και να μελετήσει τα πλανητικά συστήματα και την προέλευση της ζωής. Ίσως όμως το πιο ενδιαφέρον να αποδειχθεί η ανακάλυψη απροσδόκητων φαινομένων που δεν έχουν ακόμη προβλέψει. Άλλωστε κάθε φορά που γίνεται ένα μεγάλο τεχνολογικό άλμα, όπως αυτό που θα γίνει με το JWST, είναι σχεδόν σίγουρο ότι θα υπάρξουν αναπάντεχες εκπλήξεις. Η φύση έχει ακόμη αρκετά να μας αποκαλύψει…

Στην ερώτηση πώς θα ωφεληθεί η ανθρωπότητα από αυτό ο Έλληνας επιστήμονας έχει συγκεκριμένη άποψη: «Η ερώτηση αυτή ίσως είναι ισοδύναμη με το αν είναι χρήσιμο να μάθουμε περισσότερα για το Σύμπαν στο οποίο ζούμε. Η ανθρωπότητα θα ωφεληθεί άμεσα διότι, χάρη στις παρατηρήσεις που θα κάνει το JWST και την ερμηνεία αυτών, θα αυξηθεί η γνώση που έχουμε για τον κόσμο που μας περιβάλλει. Η κατανόηση των βασικών νόμων της λειτουργίας του Σύμπαντος, καθώς και η θέση του ανθρώπου σε αυτό είναι καθοριστικής σημασίας για την πρόοδο του ανθρώπου και του πολιτισμού μας. Νομίζω ότι θα θέλαμε να γνωρίζουμε πότε δημιουργήθηκαν τα πρώτα αστέρια στο Σύμπαν ή κάτω από ποιες συνθήκες μπορεί να δημιουργηθεί ζωή σε μακρινούς πλανήτες, ακόμη και αν δεν μπορέσουμε να τους επισκεφθούμε ποτέ. Είναι δύσκολο να υπερτιμηθεί η αξία της γνώσης».

Θα ξαναγραφτεί άραγε εγχειρίδιο για την Αστρονομία εξαιτίας των ανακαλύψεων του Webb; «Δεν είμαι σίγουρος αν θα ξαναγραφεί το όλο εγχειρίδιο της Αστρονομίας, μια που γνωρίζουμε ήδη αρκετά. Σίγουρα όμως θα μάθουμε πολύ περισσότερα για τον τόσο για το πώς δημιουργήθηκαν οι πρώτοι γαλαξίες στο Σύμπαν και πόσο γρήγορα ανέπτυξαν υπερμαζικές μελανές οπές στους πυρήνες τους, αλλά και βασικές πληροφορίες για τις ιδιότητες πλανητών έξω από το Ηλιακό μας σύστημα. Το γεγονός ότι θα συλλέξουμε για πρώτη φορά υπέρυθρη ακτινοβολία με τόσο μεγάλη διακριτική ικανότητα αλλά και από τόσο αμυδρά αντικείμενα μας ανοίξει νέες σελίδες στο βιβλίο της γνώσης!»