Slovenska astrofizičarka z univerze v Kaliforniji je sodelovala pri zasnovi novega Nasinega teleskopa James Webb, naslednika Hubbla, ki bo omogočil vpogled v najzgodnejše obdobje vesolja. Njena raziskovalna skupina bo tako ena prvih na svetu prejela podatke tega teleskopa.
Eden glavnih namenov teleskopa James Webb je opazovanje in raziskovanje prvih galaksij v vesolju, ki so stare več kot 13 milijard let, skoraj toliko kot vesolje samo. S preučevanjem teh najstarejših galaksij iz najbolj zgodnjega obdobja vesolja se ukvarja tudi slovenska astrofizičarka, raziskovalka galaksij in temne snovi, Maruša Bradač z univerze v Kaliforniji v Davisu.
S pomočjo velikih teleskopov, kot so Hubble in Spitzer v vesolju ter Keck na Havajih, lahko raziskovalci potujejo nazaj v čas ter vidijo vesolje v trenutku, ko je bilo vesolje staro le približno odstotek današnje starosti. Prek takšnega potovanja v preteklost dobijo vpogled v najbolj zgodnja leta najstarejših galaksij.
Raziskovanje zgodnjih galaksij velik izziv
Raziskovanje zgodnjih galaksij raziskovalcem predstavlja velik izziv, saj so te galaksije zelo šibke. Svetloba namreč pri tako oddaljenih objektih oslabi, poleg tega imajo prve galaksije tudi manj zvezd, kar še dodatno prispeva k njihovi šibkosti. Za opazovanje najbolj oddaljenih galaksij so zato potrebni največji in najmočnejši teleskopi.
Eden najpomembnejših je bil od leta 1990 vesoljski teleskop Hubble, ki je lahko videl galaksije iz najstniškega obdobja vesolja, njegov naslednik, teleskop James Webb, ki bo na misijo predvidoma odšel leta 2021, pa bo znanstvenikom omogočal bolj podroben vpogled v bolj oddaljene objekte, ki oddajajo veliko šibkejšo svetlobo.
Teleskop James Webb
Pri zasnovi novega Nasinega vesoljskega teleskopa James Webb je sodelovala tudi Bradačeva, kar je izjemen dosežek za slovensko astrofizičarko. Njena raziskovalna skupina je v sodelovanju z raziskovalci iz Kanade razvila opazovalni projekt za enega od instrumentov za novi teleskop, zato so dobili edinstveno priložnost, da z njim tudi opazujejo ter kot eni prvih na svetu pridobijo podatke iz tega teleskopa, na kar se raziskovalna skupina v tem obdobju intenzivno pripravlja.
“Gre za teleskop, ki je neposredno povezan z mojim raziskovanjem in od tega si ogromno obetam. Približno vemo, kaj bomo s teleskopom videli. Kar bo najbolj zanimivo, pa bo tisto, česar si sploh nismo predstavljali, da nam bo teleskop omogočil,” je povedala Bradačeva.
Izstrelitev teleskopa James Webb se sicer vseskozi zamika, po zadnjih znanih podatkih pa naj bi ga izstrelili marca 2021. “Vsi smo na trnih, veliko kariere sem posvetila temu teleskopu in vsaka takšna preložitev je problematična. Predvsem doktorskim študentom, ki jim obljubljaš, da bodo dobili podatke, se vse poruši.”
Do takšnega zamika pri izstrelitvi najverjetneje prihaja tudi zato, ker popravnega izpita ne bo mogoče narediti. Ko teleskop izstrelijo, ga v nasprotju s Hubblom ne bo več mogoče popraviti. James Webb bo namreč odpotoval precej dlje v vesolje, zato ga z vesoljsko misijo ne bo mogoče doseči.
Teleskop James Webb je zasnovan z namenom, da bo odkrival galaksije na robu vesolja, zato je teleskop tudi veliko bolj zmogljiv od predhodnika – vesoljskega teleskopa Hubble. Po pričakovanjih raziskovalcev bo zato odkril mnogo več galaksij od Hubbla ter dal mnogo jasnejšo sliko, kakšne te galaksije so, je povedala Bradačeva.
Več informacij o teleskopu James Webb je na voljo na https://znanost.sta.si/2712539.
Odkritje najtemnejše in najstarejše galaksije
Mednarodna raziskovalna skupina, ki jo vodi Bradačeva, je leta 2016 odkrila najtemnejšo znano galaksijo, leta 2017 pa eno najstarejših galaksij MACS1423-z7p64. Slednja je od nas oddaljena 13,1 milijarde svetlobnih let, nastala pa je pred 13,5 milijarde let. Je prva odkrita navadna galaksija iz tistega obdobja in hkrati domnevna krivka za to, da se je vesolje razjasnilo.
Odkritje najstarejše galaksije je po besedah Bradačeve omogočilo nadaljnje raziskave o nastanku prvih galaksij in zvezd, ki galaksije sestavljajo, predvsem pa ponudilo neposreden vpogled v vesolje, kakršno je bilo ob samem začetku. Raziskave so med drugim pokazale, da so zvezde začele nastajati že mnogo prej, kot so sprva mislili, kar prinaša spremembe za teorijo o nastanku prvih zvezd ter raziskovalce napeljuje k spremembi obstoječih modelov, je pojasnila Bradačeva.
Raziskave temne snovi
Pomemben del dela slovenske astrofizičarke je tudi raziskovanje temne snovi, neznane snovi, ki sestavlja 27 odstotkov našega vesolja. Temna snov je zelo pomembna v zgodovini kot tudi v prihodnosti vesolja, saj preko gravitacije zaustavlja širjenje vesolja, medtem ko temna energija, ki sestavlja skoraj 70 odstotkov vesolja, skrbi za to, da se vesolje pospešeno širi.
Bradačeva raziskave temne snovi opravlja prek raziskav trkov jat galaksij, ki so se zgodili v preteklosti, ter opazuje, kako se temna snov obnaša po trku. Pri teh trkih se sproščajo ogromne količine energije, ene največjih v vesolju, zato Bradačeva pravi, da imajo nekakšen lastni pospeševalnik temne snovi.
Ker temna snov ne interagira z navadno snovjo, je njeno preučevanje velik izziv. Kljub temu da raziskovalci danes poznajo ogromno vrst delcev, nobeden od teh ne ustreza opisu temne snovi. “Iščemo iglo v seniku, ki je ogromen, in če preiščemo samo majhen del senika, te igle verjetno ne bomo našli. Sedaj moramo preiskati celoten senik, kar bo trajalo še kar nekaj časa.”
