Kopš projekta pirmās ieceres zinātnieki ar nepacietību gaidīja dienu, kad notiks Džeimsa Veba kosmiskais teleskops (JWST) veiks kosmosu. Kā plānotais pēctecis Habls, JWST izmantos savas jaudīgās infrasarkanās attēlveidošanas iespējas, lai izpētītu dažus visattālākos Visuma objektus (piemēram, pirmo galaktiku veidošanos) un izpētītu ārpus Saules planētas ap tuvējām zvaigznēm.
Tomēr ir daudz spekulēts un runāts par to, kuri mērķi būs JWST pirmie. Par laimi, ievērojot Laika sadales komitejas ieteikumu un rūpīgu tehnisko pārskatu, Kosmosa teleskopa zinātnes institūts (STScI) nesen paziņoja, ka ir izvēlējies trīspadsmit zinātnes “agrīnās izlaišanas” programmas, kuras JWST pavadīs pirmos piecus mēnešus dienesta studijās. .
Kā daļu no JWST direktora diskrecionārās agrīnās izlaišanas zinātnes programmas (DD-ERS) šie trīspadsmit mērķi tika izvēlēti stingrā salīdzinošā vērtējuma procesā. Tajā bija 253 pētnieki no 18 novadiem un 106 zinātniskās institūcijas, izvēloties no vairāk nekā 100 priekšlikumiem. Katrai programmai ir atvēlētas 500 novērošanas stundas, kad ir beidzies 6 mēnešu nodošanas ekspluatācijā periods.
Kā ESA preses paziņojumā sacīja Kosmiskā teleskopa zinātnes institūta (STScI) direktors Kens Sembahs:
“Mūs pārsteidza saņemto priekšlikumu augstā kvalitāte. Šīs programmas ne tikai radīs izcilu zinātni, bet arī būs unikāls resurss, lai parādītu šīs ārkārtas observatorijas izmeklēšanas spējas pasaules zinātnes aprindām.… Mēs vēlamies, lai pētniecības kopiena pēc iespējas agrāk būtu zinātniski produktīva, tāpēc es esmu tik priecīgs, ka varu veltīt gandrīz 500 stundu direktora izvēles brīvības laika šiem agrīnās izplatīšanas zinātniskajiem novērojumiem..”
Katra programma balstīsies uz JWST komplektu ar četriem zinātniskiem instrumentiem, kurus ir iesniegušas NASA, Eiropas Kosmosa aģentūra (ESA) un Kanādas Kosmosa aģentūra (CSA). Tajos ietilpst ESA izstrādātais Tuvo infrasarkano staru spektrogrāfs (NIRSpec) un Vidēji infrasarkanais instruments (MIRI), kā arī NASA un STScI izstrādātā Tuvo infrasarkano staru kamera (NIRCam), kā arī Tuvo infrasarkano attēlu un Bezsaistes spektrogrāfs (NIRISS), ko izstrādājusi CSA.
Trīspadsmit atlasītajās programmās ietilpst “Caur meklējamo stiklu”, kas balstīsies uz astronomiskās kopienas pieredzi, izmantojot Habls veikt bez spraugas spektroskopiju un iepriekšējos apsekojumus, lai savāktu datus par galaktiku veidošanos un starpgalaktisko vidi, sākot no agrākajiem Visuma laikiem līdz mūsdienām. Šīs programmas galvenais pētnieks (PI) ir Tommaso Treu no Kalifornijas Universitātes Losandželosas.
Vēl viena ir programma Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS), kas veiks novērojumus, kas pārklājas, lai izveidotu koordinētu ārpusgalaktisku aptauju. Šī aptauja ir paredzēta, lai astronomi varētu redzēt pirmo redzamo Visuma gaismu (aptuveni 240 000 līdz 300 000 gadu pēc Lielā sprādziena), kā arī informāciju no Reionizācijas laikmeta (aptuveni 150 miljoni līdz 1 miljards gadu pēc Lielā sprādziena). un periods, kad izveidojās pirmās galaktikas. Šīs programmas PI ir Stīvens Finkelšteins no Teksasas Universitātes Ostinā.
Pēc tam ir tranzīta Exoplanet kopienas agrīnās izlaišanas zinātnes programma, kas balstīsies uz Habls, Spicers, un Keplers kosmosa teleskopi, veicot eksoplanētu aptaujas. Tāpat kā tā priekšgājēji, tas sastāvēs no zvaigznīšu novērošanas periodiski spilgtiem kritumiem, ko izraisa planētas, kas iet starp tām un novērotāju (aka. Tranzīta fotometrija).
Tomēr, salīdzinot ar iepriekšējām misijām, JWST spēs pētīt tranzīta planētas vēl nepieredzēti detalizēti, kas, domājams, atklāj apjomus par to attiecīgajām atmosfēras kompozīcijām, struktūrām un dinamiku. Tāpēc ir sagaidāms, ka šī programma, kuras dalībnieks ir Imke de Pater no Kalifornijas Bērklija universitātes, mainīs mūsu izpratni par planētām, planētu veidošanos un dzīves izcelsmi.
Eksoplanētu izpēte ir vērsta arī uz eksoplanetu un ekstraplanētu sistēmu Augsta kontrasta attēlveidošana programmu, kas koncentrēsies uz tieši attēlotām planētām un apkārtstāvokļa gružu diskiem. Vēlreiz mērķis ir izmantot JWST uzlabotās iespējas, lai sniegtu sīku analīzi par eksoplanetu atmosfēras struktūru un sastāvu, kā arī gružu disku mākoņa daļiņu īpašībām.
Bet, protams, ne visas programmas ir veltītas lietu izpētei ārpus mūsu Saules sistēmas, kā to pierāda programma, kas koncentrēsies uz Jupiteru un Jovian sistēmu. Papildinot pētījumu, ko veic Galileo un Juno misijām, JWST izmantos savu instrumentu komplektu, lai raksturotu un sagatavotu Jupitera mākoņu slāņu, vēja, sastāva, aurālās aktivitātes un temperatūras struktūras kartes.
Šī programma koncentrēsies arī uz dažiem no Jupitera lielākajiem pavadoņiem (sauktiem arī “Galilejas mēness”) un planētas gredzenu struktūru. JWST iegūtie dati tiks izmantoti, lai izveidotu Io atmosfēras un vulkāniskās virsmas, Ganimēdas jutīgās atmosfēras kartes, nodrošinātu šo pavadoņu siltuma un atmosfēras struktūras ierobežojumus un meklētu plūmes uz to virsmām. Kā Alvaro Giménez, EKA zinātnes direktors, pasludināja:
“Aizraujoši ir redzēt astronomiskās sabiedrības iesaistīšanos, izstrādājot un ierosinot Džeimsa Veba kosmiskā teleskopa pirmās zinātniskās programmas. Webb mainīs mūsu izpratni par Visumu, un rezultāti, kas parādīsies šajos agrīnajos novērojumos, iezīmēs aizraujoša jauna piedzīvojuma sākumu astronomijā. ”
Misijas laikā, kas ilgs vismaz piecus gadus (liegumi pagarināt), JWST pievērsīsies arī daudzām citām mūsdienu astronomijas galvenajām tēmām, pārbaudot Visumu, pārsniedzot Habla spēju redzēt. Tā balstīsies arī uz Habla novērojumiem, pārbaudot galaktikas, kuru gaisma, paplašinoties kosmosam, ir iestiepta infrasarkanā viļņa garumā.
Lai iegūtu precīzu masas aprēķinu, Webb papildus tam, lai kosmosa evolūcijas diagrammā atspoguļotu laiku vēlāk, apskatīs arī supermasīvos melnos caurumus (SMBH), kas atrodas masīvāko galaktiku centros. Visbeidzot, bet ne mazāk svarīgi, Webbwill koncentrēsies uz jaunu zvaigžņu un to planētu dzimšanu, sākotnēji koncentrējoties uz Jupitera lieluma pasaulēm un pēc tam mainot fokusu, lai izpētītu mazākas superzemes.
Džons C. Meters, JWST vecākais projektu zinātnieks un NASA Goddard kosmosa lidojumu centra vecākais astrofiziķis, arī izteica entuziasmu par izvēlētajām programmām. "Es ar prieku redzu astronomu aizraujošāko Veba teleskopa mērķu sarakstu un ļoti vēlos redzēt rezultātus," viņš teica. "Mēs pilnībā gaidām, ka būsim pārsteigti par to, ko atradīsim."
Gadiem ilgi astronomi un pētnieki ar nepacietību gaidīja dienu, kad JWST sāks apkopot un publiskot savus pirmos novērojumus. Ar tik daudzām iespējām un tik ļoti gaidītu atklāšanu, teleskopa izvietošana (kas paredzēta 2019. gadā) ir notikums, kas nevar notikt pietiekami drīz!