Od doby, kdy byl projekt poprvé koncipován, vědci netrpělivě čekají na den, kdy byl projekt vytvořen James Webb Space Telescope (JWST) zabere prostor. Jako plánovaný nástupce Hubble, JWST využije své výkonné infračervené zobrazovací schopnosti ke studiu některých nejvzdálenějších objektů ve vesmíru (jako je vytvoření prvních galaxií) a ke studiu extra solárních planet kolem blízkých hvězd.
Existuje však spekulace a diskuse o tom, které cíle budou první JWST. Naštěstí, na základě doporučení Výboru pro přidělování času a důkladného technického přezkumu, kosmický teleskopický vědecký institut (STScI) nedávno oznámil, že vybral třináct vědeckých programů „předčasného propuštění“, které JWST stráví prvních pět měsíců studiem služeb. .
V rámci vědeckého programu diskrétního předčasného vydání ředitele JWST (DD-ERS) bylo těchto třináct cílů vybráno na základě přísného procesu vzájemného hodnocení. Jednalo se o 253 vyšetřovatelů z 18 okresů a 106 vědeckých institucí, které vybíraly z více než 100 návrhů. Po skončení šestiměsíčního období uvedení do provozu bylo každému programu přiděleno 500 hodin pozorovacího času.
Jak Ken Sembach, ředitel Ústavu pro vesmírný teleskop (STScI), uvedl v tiskovém prohlášení ESA:
“Byli jsme ohromeni vysokou kvalitou obdržených návrhů. Tyto programy budou nejen vytvářet velkou vědu, ale budou také jedinečným zdrojem pro demonstraci vyšetřovacích schopností této mimořádné observatoře celosvětové vědecké komunitě.… Chceme, aby výzkumná komunita byla co možná vědecky produktivní, co nejdříve, a proto jsem tak potěšen, že mohu věnovat téměř 500 hodin volného času režiséra těmto vědeckým pozorováním.”
Každý program se bude opírat o soubor čtyř vědeckých nástrojů JWST, k nimž přispěly NASA, Evropská kosmická agentura (ESA) a Kanadská kosmická agentura (CSA). Patří mezi ně blízký infračervený spektrograf (NIRSpec) a střední infračervený přístroj (MIRI) vyvinutý ESA, stejně jako blízká infračervená kamera (NIRCam) vyvinutá NASA a STScI a blízký infračervený zobrazovač a Slitless Spectrograph (NIRISS) vyvinutý CSA.
Mezi třináct vybraných programů patří „Prostřednictvím vyhlížejícího SKLA“, které se budou spoléhat na zkušenosti astronomické komunity Hubble provádět štěrbinovou spektroskopii a předchozí průzkumy za účelem shromažďování údajů o formování galaxií a intergalaktickém médiu, od nejstarších epoch vesmíru po současnost. Hlavní řešitel (PI) tohoto programu je Tommaso Treu z University of California v Los Angeles.
Dalším programem je program Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS), který provede překrývající se pozorování a vytvoří koordinovaný extragalaktický průzkum. Cílem tohoto průzkumu je umožnit astronomům vidět první viditelné světlo vesmíru (přibližně 240 000 až 300 000 let po Velkém třesku) a také informace z období reionizace (přibližně 150 milionů až 1 miliarda let po Velkém třesku). a období, kdy se vytvořily první galaxie. PI pro tento program je Steven Finkelstein z University of Texas v Austinu.
Pak je tu vědecký program Transiting Exoplanet Community Early Release Science, který bude stavět na práci Hubble, Spitzer, a Kepler kosmické dalekohledy prováděním průzkumů exoplanet. Stejně jako její předchůdci to bude zahrnovat sledování hvězd pro periodické poklesy jasu, které jsou způsobeny planetami procházejícími mezi nimi a pozorovatelem (aka. Transit Photometry).
Ve srovnání s dřívějšími misemi však bude JWST schopen studovat tranzitní planety v bezprecedentních detailech, což by mělo odhalit objemy jejich příslušných atmosférických složení, struktur a dynamiky. Očekává se tedy, že tento program, pro nějž je PI Imke de Pater z kalifornské univerzity v Berkeley, způsobí revoluci v našem chápání planet, formování planet a původu života.
Rovněž se zaměřuje na studium exoplanet. Program High Contrast Imaging of Exoplanets and Extraplanetary Systems, který se zaměří na přímo zobrazované planety a disky s kruhovými zbytky. Cílem je opět využít rozšířené schopnosti JWST k poskytování podrobných analýz o atmosférické struktuře a složení exoplanet, jakož i o vlastnostech částic oblačných disků.
Ale samozřejmě, ne všechny programy se věnují studiu věcí mimo naši sluneční soustavu, jak ukazuje program, který se zaměří na Jupiter a Jovian systém. Přidání do výzkumu prováděného Galileo a Juno mise, JWST použije svou sadu nástrojů k charakterizaci a výrobě map cloudových vrstev, větru, složení, aurorální aktivity a struktury teploty Jupiteru.
Tento program se také zaměří na některé z největších měsíců Jupiteru (tzv. „Galilean Moons“) a prstenovou strukturu planety. Data získaná pomocí JWST budou použita k tvorbě map atmosféry Io a sopečného povrchu, Ganymedovy jemné atmosféry, poskytující omezení na těchto měsících tepelné a atmosférické struktury a hledání oblaků na jejich povrchu. Jak Alvaro Giménez, ředitel vědecké rady ESA, prohlásil:
"Je vzrušující vidět zapojení astronomické komunity do navrhování a navrhování prvních vědeckých programů kosmického dalekohledu James Webb." Webb způsobí revoluci v našem chápání vesmíru a výsledky, které vyplynou z těchto prvních pozorování, znamenají začátek vzrušujícího nového dobrodružství v astronomii. “
Během své mise, která bude trvat minimálně pět let (s výjimkou prodloužení), se JWST také zaměří na mnoho dalších klíčových témat v moderní astronomii a zkoumá vesmír za hranicemi toho, co Hubble viděl. Rovněž bude stavět na pozorováních Hubbleových, zkoumajících galaxie, jejichž světlo se rozpínáním vesmíru natáhlo na infračervené vlnové délky.
Kromě toho, že se Webb bude dívat dále v čase a mapovat kosmický vývoj, prozkoumá také Supermassive Black Holes (SMBH), které leží ve středu nejmasivnějších galaxií - za účelem získání přesných odhadů hmotnosti. V neposlední řadě se Webb zaměří na zrození nových hvězd a jejich planet, zpočátku se soustředí na světy velikosti Jupiteru a poté se soustředí na studium menších super-Země.
John C. Mather, hlavní projektový vědec pro JWST a senior astrofyzik v Goddardově vesmírném letovém centru NASA, také vyjádřil nadšení pro vybrané programy. "Jsem nadšený, když vidím seznam nejúžasnějších cílů astronomů pro Webbův dalekohled a nesmírně dychtivý vidět výsledky," řekl. "Plně očekáváme, že nás překvapí to, co najdeme."
Po celá léta astronomové a vědci netrpělivě čekají na den, kdy JWST začne shromažďovat a uvolňovat jeho první pozorování. S tolika možnostmi a tolik čekání na objevení je nasazení dalekohledu (které je naplánováno na rok 2019) událost, která nemůže přijít dostatečně brzy!
