ジェイムズウェッブ宇宙望遠鏡の科学的目標は、非常に幅広いトピックをカバーしており、天文学における多くの未解決の質問の研究を可能にします。
それらは4つの主要な領域に分けることができます：
他の世界-太陽系外惑星：
重要な質問：惑星系はどこでどのように形成され、開発されていますか？
太陽系外惑星の研究分野が急速に発展しているため、Webbは次のような重要な質問に貢献できるようになります。地球はユニークですか？私たちのような他の惑星系はありますか？私たちは宇宙で一人ですか？
ジェイムズ・ウェッブは、多種多様な太陽系外惑星の大気を詳細に研究します。地球のような大気と、メタン、水、酸素、二酸化炭素、複雑な有機分子などの重要な物質の特徴を探し、生命の構成要素を見つけることを望んでいます。
そうすることで、WebbはESAの将来の赤外線太陽系外惑星大気リモートセンシング宇宙望遠鏡（アリエル）を補完します。この望遠鏡は、太陽系外惑星が何でできているか、どのように形成され、どのように進化するかを研究します。
さらに、ジェームズ・ウェッブは私たちの太陽系の外惑星についても研究します。
多くの太陽系外惑星は海王星や天王星に似ているため、太陽系の惑星を研究することで、一般的な惑星形成の理解を深めるための新しい洞察を得ることができます。
星のライフサイクル：
重要な質問：星はどこでどのように形成されますか？それらのサイズと質量を決定するものは何ですか？星はどのように死に、その死は環境にどのように影響しますか？
星は宇宙の単純な要素をより重い要素に変え、超新星爆発を通してそれらを宇宙全体に広げます。スペクトルの赤外線部分を観察することにより、ウェッブは新しく生まれた星の塵の殻を通して見ることができるようになります。その優れた感度により、天文学者は、星の誕生の初期段階であるかすかな原始星のコアを直接調べることもできます。
ジェイムズ・ウェッブは、褐色矮星、惑星と星の中間質量を持つ、核融合反応を開始して本格的な星になるのに十分な質量ではない薄暗い物体を研究します。 Webbは、塵とガスの雲が星に崩壊するか、ガスの巨大惑星または褐色矮星になる方法と理由を決定します。
Webbはまた、最も重い星が超新星として爆発し、塵やガスの新しい雲、そして宇宙を豊かにして新世代の星を形成する重金属を残すのを見るでしょう。
初期の宇宙：
重要な質問：初期の宇宙はどのように見えましたか？最初の星や銀河はいつ現れましたか？
人類史上初めて、最初の星や銀河の形成を直接観察する機会があります。 Webbの赤外線ビジョンは、135億年を振り返ることができる強力なタイムマシンに変わります。ハッブルの視点を超えて、わずか数億年前の若い銀河が小さく、コンパクトで、不規則であることがわかりました。
ウェッブの赤外線に対する感度は、過去を調べるだけでなく、初期の宇宙の星や銀河についてのより多くの情報を得ることができます。ハッブルが銀河の「子供時代」を見ている間、ウェッブはそれらの「幼児」段階を見るでしょう。
Webbのデータは、ブラックホールがどのように形成され、初期に成長したか、そしてブラックホールが初期の宇宙の形成と進化にどのような影響を与えたかについての燃えるような質問に答えるのにも役立ちます。
最初の銀河、暗黒物質、暗黒エネルギー：
重要な質問：最初の銀河は時間の経過とともにどのように進化しましたか？暗黒物質と暗黒エネルギーについて何を学ぶことができますか？
今日の宇宙には、数千億の星からなる宇宙の島々である銀河が住んでいます。
それらのサイズと形状は大きく異なり、それらがどのように形成され、発展したかについてのアイデアを与えます。最初の数十億年の間、宇宙は非常にダイナミックで、銀河が合体または分裂し、超新星で短命の巨大な星が爆発しました。
赤外線で作業することで、ウェッブはこれらの原始銀河からの光の多くを観察し、それらの塵に覆われた星の誕生と物質を噴き出すブラックホールを検出することができます。
ウェッブはまた、宇宙を埋めるが直接は見えない暗黒物質に光を当てます。
したがって、Webbは、宇宙の幾何学をマッピングし、宇宙の加速膨張の背後にある力である暗黒物質と神秘的な暗黒物質を研究するために特別に設計された、将来のESAミッションEuclidを補完します。
2022-02-06 19:46:34
著者: Vitalii Babkin