Důležitý krok. Tepelný štít teleskopu Jamese Webba se podařilo rozvinout

Tepelný štít, jejž bylo třeba rozvinout, se skládá z pěti vrstev speciálního materiálu zvaného Kapton. Vnější vrstva, která bude jako jediná čelit přímému slunečnímu záření, je silná 0,05 milimetru. Další čtyři jsou pak dvakrát tenčí, a mají tak přibližně tloušťku lidského vlasu. Budou chránit vědecké přístroje před slunečním teplem.

Teleskop bude natočen permanentně štítem ke Slunci a jeho obří zrcadlo a detekční přístroje budou naopak na odvrácené straně. Na „horké” straně zařízení může teplota vystoupat až na 110 stupňů Celsia, druhá strana však musí pro zdárné fungování observatoře udržovat teplotu pod minus 223 stupni Celsia.

„Na ‚chladné' straně clony by měla být teplota ideálně -237 °C,” doplnil na svém Twitteru specialista na kosmonautiku Michal Václavík z České kosmické kanceláře.

Teleskop je příliš velký na to, aby se vešel vcelku do rakety, takže cestoval složený a je třeba ho sestavit až „na místě”. Rozvinutí tepelného štítu se považovalo za nejobtížnější z jednotlivých kroků.

Zařízení je stále na cestě na svou oběžnou dráhu, která bude od Země vzdálená 1,5 milionu kilometru a na niž zařízení dorazí někdy koncem ledna. Na jeho postupném „rozbalování” se podílí stovka inženýrů, kteří pracují v americkém Baltimoru 24 hodin denně.

Pro sledování přesné polohy teleskopu zřídila NASA speciální webovou stránku.

„Když se mě někdo zeptá, co mne v noci budí, odpovídám, že je to rozvíjení tepelného štítu. Oddychneme si, až roztáhneme pátou vrstvu,” poznamenal šéf projektu teleskopu Bill Ochs z amerického vesmírného úřadu NASA, když se s roztahováním štítu začalo. Podle AFP byly minulý týden v pátek rozvinuty tři vrstvy a v úterý 4. ledna zbylé dvě.

Dalším krokem bude umístění dvou zrcadel, nejprve menšího, sekundárního a pak hlavního. Je pokryté zlatem a má průměr 6,6 metru. Zrcadla budou kompletně nastavena, až přístroj dorazí na svou oběžnou dráhu.

Už nyní během středy ale bude pokračovat dílčí rozkládání aparátu. Na řadu přichází optická část dalekohledu (OTE). Okolo 16:00 SEČ začne rozkládání nosníků SMSS držících sekundární zrcadlo a jeho umístění do pracovní pozice.

Lidé zatím výkonnější teleskop do vesmíru nevypustili. Na rozdíl od Hubbleova teleskopu nebude ten Webbův pozorovat vesmír z nízké oběžné dráhy Země, ale z tzv. druhého Lagrangeova bodu (L2), kde se vyvažují gravitační síly Země a Slunce. Díky tomu může teleskop udržovat stabilní pozici a zároveň je dostatečně daleko od Slunce, aby dokázal zachytit velice slabé infračervené záření, které dorazí na jeho zrcadla z prvních hvězd a galaxií, jež vznikaly před 13,5 miliardy let.

Nové výzkumy navíc naznačují, že brzy budeme moci otestovat jednu z nejkontroverznějších teorií Stephena Hawkinga. Tolik potřebná data by měl přinést právě teleskop Jamese Webba.

V 70. letech 20. století Hawking zformuloval úvahu, že temná hmota, neviditelná látka, která tvoří většinu hmoty ve vesmíru, může pocházet z černých děr vytvořených v prvních okamžicích velkého třesku. Nyní tři astronomové přišli s teorií, která vysvětluje nejen existenci temné hmoty, ale také vznik největších černých děr ve vesmíru, informoval portál Space.com.

„Co na této myšlence považuji za nesmírně vzrušující, je to, jak elegantně spojuje dva skutečně náročné problémy, na nichž pracuji - problém zkoumání povahy temné hmoty a vzniku a růstu černých děr - a řeší je jedním šmahem,” prohlásila spoluautorka vědecké práce, astrofyzička Yaleovy univerzity Priyamvada Natarajanová.

Temná hmota tvoří přes 80 procent veškeré hmoty ve vesmíru, ale žádným způsobem přímo vzájemně nepůsobí se světlem. Jen se vznáší, je masivní a ovlivňuje gravitaci uvnitř galaxií. Představa, že za tyto nepolapitelné věci mohou být zodpovědné černé díry, je lákavá. Koneckonců černé díry jsou temné, tudíž zaplnění galaxie černými dírami by teoreticky mohlo vysvětlit všechna pozorování temné hmoty.

Naneštěstí se v moderním vesmíru černé díry tvoří pouze až poté, co zemřou masivní hvězdy a zhroutí se pod tíhou vlastní gravitace. Vytváření černých děr tak vyžaduje mnoho hvězd, což vyžaduje spoustu běžné hmoty. Vědci vědí, kolik běžné hmoty je ve vesmíru z výpočtů raného vesmíru, kde vznikl první vodík a helium. Jenže není dostatek běžné hmoty na to, aby se vytvořila všechna temná hmota, kterou astronomové doposud zaznamenali.

A pak přišel Hawking. V roce 1971 navrhl, že černé díry se tvořily v chaotickém prostředí nejranějších okamžiků velkého třesku. Tehdy kapsy hmoty mohly spontánně dosáhnout hustot potřebných k vytvoření černých děr a zaplavit jimi vesmír dlouho předtím, než zablikaly první hvězdy. Hawking naznačil, že tyto „prapůvodní” černé díry mohou být zodpovědné za temnou hmotu.

Myšlenka byla oživena v roce 2015, kdy Laserová interferometrová observatoř gravitačních vln (LIGO) v USA objevila svůj první pár kolidujících černých děr. Tyto dvě černé díry byly mnohem větší, než se čekalo, a jeden ze způsobů, jak vysvětlit jejich velkou hmotnost, bylo, že vznikly v raném vesmíru, nikoli v srdcích umírajících hvězd.

V nejnovějším výzkumu se Natarajanová, Nico Cappelluti z Miamské univerzity a Günther Hasinger z Evropské kosmické agentury (ESA) ponořili do teorie prvotních černých děr a zkoumali, jak by mohly vysvětlit temnou hmotu a případně vyřešit další kosmologické problémy. V nové práci předpokládají, že prvotní černé díry měly hmotnost 1,4krát větší než hmotnost Slunce. Vytvořili model vesmíru, který nahradil veškerou temnou hmotu těmito málo hmotnými černými dírami, a poté hledali pozorovací vodítka, která by mohla tento model potvrdit či vyloučit.

Výzkumníci zjistili, že prvotní černé díry by mohly hrát hlavní roli ve vesmíru tím, že daly základ prvním hvězdám, prvním galaxiím a prvním superhmotným černým dírám. „Prvotní černé díry, pokud existují, by mohly být zárodky, z nichž se tvořily všechny obří černé díry, včetně té, která je ve středu Mléčné dráhy,” uvedla Natarajanová.

Jde zatím jen o model, který by však mohl být otestován relativně brzy. Webbův teleskop je speciálně navržen tak, aby odpovídal na otázky týkající se původu hvězd a galaxií. A další generace detektorů gravitačních vln, zejména chystaná Laserová interferometrová vesmírná anténa (LISA) od ESA, je připravená odhalit mnohem více o černých dírách - včetně těch prvotních, pokud existují.