מאז השקתו ביום חג המולד, 2021, ההוכיח את ערכו שנה אחר שנה. 2024 אינה יוצאת דופן. הנה רק חמש פעמים שהטלסקופ החזק במיוחד עיצב מחדש את הבנתנו את היקום.
גלקסיות גדולות
התוכנן, בין השאר, לצוד את הגלקסיות הראשונות של היקום. הגלקסיות האלה כל כך מרוחקות מאיתנו שהתרחבות הקוסמוס העבירה את האור שלהן לחלק האדום יותר, או האינפרא אדום, של הספקטרום האלקטרומגנטי.
אסטרונומים השתמשו במצפה הכוכבים כדי למצוא את הגלקסיות העתיקות, ומה שהם מצאו, שוב ושוב, היו גלקסיות שהיו. מה שמצוי כאן הוא ההבנה שלנו לגבי היווצרות גלקסיות. נראה שהיקום המוקדם הוא מקום הרבה יותר פעיל ממה שחשבנו.
גלקסיות מופיעות וגדלות מהר מאוד, תוך כמה מאות מיליוני שנים בלבד. קוסמולוגים לא מבינים איך התהליכים שמצמיחים גלקסיות יכולים להתפתח כל כך מהר, ואסטרונומים מקווים שתצפיות עתידיות של טלסקופ ג'יימס ווב יחשפו את הרמזים הדרושים לפתרון החידה הזו.
חורים שחורים גדולים
JWST זיהה כמה חורים שחורים ענקיים השנה. במאי, אסטרונומים, כל אחד מהם שוקל בערך פי 50 מיליון מהמסה של השמש, באמצע התנגשות כשהקוסמוס היה בן כ-740 מיליון שנים.
קשה אפילו יותר להסביר חורים שחורים גדולים ביקום המוקדם מגלקסיות גדולות. הסיבה לכך היא שהדרך היחידה הידועה שבה נוצרים חורים שחורים היא באמצעות מותם של כוכבים מסיביים, שמותירים מאחוריהם חורים שחורים במשקל של עד פי כמה ממסת השמש. משם, אותם זרעים זעירים צריכים לצרוך חומר מסביב בקצב מדהים, ולהתמזג בתדירות גבוהה למדי, כדי להגיע למעמד סופר-מסיבי בגיל קוסמולוגי כה מוקדם.
אסטרונומים אינם יודעים אילו תהליכים אסטרופיזיים יכולים להסביר כיצד החורים השחורים הללו הפכו כה גדולים כל כך מוקדם - אבל JWST יכול גם לעזור לענות על השאלה הזו.
מתח האבל
בעשור האחרון, קוסמולוגים איבדו שינה בגלל בעיה המכונה מתח האבל. שיטות שונות להערכת ימינו, המכונה קצב האבל או קבוע האבל, מחזירים מספרים מעט שונים.
ההבדל העיקרי הוא שהמדידות שנלקחו מהיקום המוקדם הן מעט גדולות יותר מהמדידות שנלקחו מהיקום המאוחר יותר. אסטרונומים הציפו מאות הצעות לפתור את המתח, משגיאות מדידה ארציות ועד לשכתוב ההבנה שלנו לגבי אנרגיה אפלה.
בשלב זה, אין הסבר מקובל למתח. והשנה, טלסקופ ג'יימס ווב לא עזר לאחר שאישר שכן, וירג'יניה,. אז... תודה?
ניטרלי פחמן
החיים כפי שאנו מכירים אותם דורשים לפחות חמישה מרכיבים מרכזיים: מימן, חמצן, פחמן, חנקן וזרחן. קח אחד משם, והתהליכים הביוכימיים הבסיסיים שמאפשרים חיים ייפסקו. מימן נוצר בדקות הראשונות של המפץ הגדול. את השאר אפשר לעשות רק בלבבות של כוכבים. המרכיבים האלה עושים את דרכם רק לחלל הבין-כוכבי - שם הם יכולים להשתתף ביצירת כוכבים חדשים ומערכות שמש חדשות - ברגע שהכוכבים האלה מתים.
כוכב לכת כמו כדור הארץ, עשיר מספיק ביסודות האלה כדי לאפשר חיים, הוא תוצר של דורות מרובים של חיים ומוות של כוכבים המתפרשים על פני מיליארדי שנים. אז זו הייתה הפתעה כאשר אסטרונומים השתמשו בטלסקופ ג'יימס ווב כדי למצוא ענן פחמן שנוצר.
זה דוחף את השעון לאחור כשהחיים יכלו להופיע לראשונה בקוסמוס. אם כמות גדולה של פחמן הייתה קיימת בענן, סביר להניח שגם מרכיבי המפתח האחרים צפו מסביב. וכל היסודות האלה יכלו ליצור כוכב לכת לפני שהיקום היה אפילו בן חצי מיליארד שנה. אנחנו עדיין לא יודעים אם חיים היו קיימים אז, אבל הגילוי הזה הוא רמז מרכזי שזה היה אפשרי.
הדור הראשון
טלסקופ ג'יימס ווב הוא מכשיר ראשונים: גלקסיות ראשונות, חורים שחורים ראשונים, אבני בניין ראשונות של חיים. אבל הגביע הקדוש הקוסמי האמיתי הוא למצוא את הכוכבים הראשונים. במינוח המוזר של האסטרונומיה, הדור הראשון של כוכבים ידוע בתור כוכבי אוכלוסיה III. לא קיימים כוכבי אוכלוסיה III ידועים ביקום של ימינו, ואסטרונומים חושדים שאף כוכב מהדור הזה לא האריך ימים.
הכוכבים האלה יהיו שונים בהרבה מאוכלוסיות של ימינו, שזקוקים ליסודות כבדים יותר כדי למתן את תגובות ההיתוך שלהם. אבל לדור הראשון היו רק מימן והליום ראשוני לעבוד איתם. הכוכבים האלה נוצרו אפילו לפני הגלקסיות הראשונות, והם הציגו את השחר הקוסמי - אור הכוכבים הראשון של הקוסמוס.
מציאת הכוכבים הראשונים תהיה מונומנטלית, והשנה, ייתכן שאסטרונומים עשו זאת. חוקרים גילו, גלקסיה שחיה רק 430 מיליון שנים לאחר המפץ הגדול. למרות שגלקסיה זו הייתה קיימת זמן רב לאחר הופעת הכוכבים הראשונים, היא עשויה לשמור על שארית אוכלוסייה של אותם נצנצים עתיקים. התגלית עדיין מהוססת, אבל אם היא תחזיק מעמד, היא עשויה להירשם להיסטוריה בתור התגלית החשובה ביותר של טלסקופ ג'יימס ווב.
