Д-р Николов, кои бяха най-големите предизвикателства пред „Джеймс Уеб“ през изминалата година?
Измина една година от изстрелването на космическия телескоп „Джеймс Уеб“, най-чувствителната и модерна обсерватория за изследване на Вселената, с която човечеството някога е разполагало. С диаметър на главното огледало от цели шест метра, слънчев щит с размер на тенис корт и четири научни прибора, сгънат компактно, подобно на оригами, телескопът беше успешно изведен до крайната си дестинация. След напускане на земната атмосфера, половината от първата година премина в интензивни настройки и тестове. Научни данни са събирани едва половин година, така че значимите открития тепърва предстоят.
Две от най-големите предизвикателства пред мисията бяха безаварийното разгъване на телескопа и настройването на осемнадесетте шестоъгълни сегмента от главното огледало, така че заедно да фокусират светлината от дадена звезда в обща точка. Почти всички процедури бяха репетирани многократно на Земята, но съществуваше известен риск мисията да бъде застрашена, например от повреда при разгъването на даден елемент или невъзможност за настройване на сегментите.
Проведени бяха и изпитания на отделните режими на работа, за да се потвърди качеството на телескопа и приборите чрез анализ на наблюдения, изображения и спектри на галактики, звезди, екзопланети, както и на Юпитер. Всички наблюдения доказват, че след като се е охладил до само три градуса над абсолютната нула, телескопът работи по-добре от предварителните очаквания.
По ваше мнение, кои са най-впечатляващите изображения, направени от „Джеймс Уеб“ до този момент?
За да се демонстрират възможностите на новия телескоп, беше направен подбор от обекти и полученото изображение на всеки от тях впечатлява с многообразие от фини детайли. Едно от тези изображения разкрива куп от елиптични галактики, светещи в бяла светлина (SMACS 0723), на фона на поле от червеникави галактики, чиито форми изглеждат силно разкривени в следствие на т. нар. ефект на гравитационната леща. Свързани от гравитацията в галактичен куп, светещите в бяла светлина сферични обекти изкривяват изображенията на фона на галактики, отдалечени на огромно разстояние зад тях. Комбинираната маса на по-близките галактики, заедно с невидимата тъмна материя в тях, работи като гигантски телескоп, създаващ увеличени, изкривени и сякаш огледални изображения. Виждаме обекти, разтеглени в арка, която всъщност е слят двоен образ на една галактика - единият е истински, а другият е огледален.
Не всички галактики имат отражение, някои са силно разтеглени, а други са разсеяни от взаимодействие с други, близки в пространството обекти, оставящи потоци от звезди зад себе си. „Джеймс Уеб“ подобрява детайлите, които могат да се видят в това поле и помага да бъдат измерени възрастта и масата на тези отдалечени галактики. Това ще допринесе за подобряването на компютърните модели на обектите, съществували в ранните етапи от развитието на Вселената. Заедно с предстоящите наблюдения, „Джеймс Уеб“ ще помогне да се установи как са се появили и развивали галактиките и са били образувани по-големите спирални такива, като Млечния път, например.
Вие имате принос за първото наблюдение на пасаж на екзопланета, извършено от „Джеймс Уеб“. Разкажете ни малко повече за това.
За да се демонстрират способностите на „Джеймс Уеб“ да изследва атмосферите на екзопланети, беше наблюдаван пасаж на обекта WASP-96b с прибора NIRISS. Възниква въпросът защо беше подбрана точно тази комбинация от прибор и екзопланета. От всички спектрографи на борда на телескопа, единствено NIRISS има режим, специализиран за подобни наблюдения.
Изборът на WASP-96b пък се дължи на доказателства, че атмосферата на тази екзопланета, масивна като Сатурн, е предимно безоблачна при наблюдения по време на пасаж. Водени от мен изследвания на WASP-96b с помощта на телескопите Very Large и Hubble Space Telescopes (VLT и HST) през 2017 и 2018 разкриха наличие на натрий, калий и вода в атмосферата ѝ и почти пълно отсъствие на облаци. Именно по тази причина, през 2022 година комисия, съставена от представители на НАСА, избра WASP-96b за първо научно наблюдение с „Джеймс Уеб“.
В най-кратък срок бяха събрани и анализирани спектрални наблюдения, които не са лесни за обработка. Предварителните резултати потвърдиха наличието на вода в атмосферата на екзопланетата, но и присъствие на облаци. Това противоречие се оказа неприятно следствие от кратките срокове за анализ на наличните данни. С правилната калибровка, нов анализ ясно показа, че спектърът от NIRISS е идентичен с тези от VLT и HST и атмосферата на WASP-96b все пак е безоблачна.
Един от въпросите, който много хора си задават, е дали „Джеймс Уеб“ ще открие доказателства за съществуването на живот извън пределите на нашата планета. Какво смятате вие?
Откриването на подобни доказателства би имало огромно въздействие както върху начина, по който възприемаме Вселената, така и върху нашата собствена ценностна система. Вече са ни известни няколко хиляди екзопланети. Успяваме да научим откъслечни детайли за атмосферите на най-големите от тях, състоящи се от газ без твърди повърхности, тъй като са по-лесни за изследване. Очаква се в скоро време „Джеймс Уеб“ да постигне първи успехи в характеризирането на атмосфери на обекти, подобни по маса и размер на Земята. Проблемът е, че повечето екзопланети от земен тип, които са открити до момента, са твърде горещи и не попадат в т. нар. обитаема зона. Става въпрос за област около дадена звезда, в която, ако се постави вода на подобна екзопланета, тя би останала в течно състояние.
Трябва да се отбележи още, че живите организми могат да променят състава на атмосферата на планетата, която обитават и съответно нейния спектър. Така, например, триатомната кислородна молекула, по-известна като озон, е резултат от фотосинтезиращите организми на Земята. Тяхната дейност непрестанно възстановява наличието на кислород, който е химически активен газ и без тях би се изчерпал. Откриването на озон или други индикатори е следваща логична стъпка в търсенето на доказателства за живот във Вселената. Нейното изпълнение би било трудно с „Джеймс Уеб“ и затова НАСА вече работи по създаването на негов наследник. Той ще се фокусира почти изцяло върху характеризирането на атмосфери на екзопланети, приличащи на Земята, разположени в обитаемата зона около техните звезди.
