Pada bulan Oktober 2018, Teleskop Angkasa James Webb (JWST) akan dilancarkan ke orbit. Sebagai sebahagian daripada program Teleskop Angkasa Generasi Selanjutnya NASA, JWST akan menghabiskan tahun-tahun mendatang untuk mempelajari setiap fasa sejarah kosmik. Ini akan melibatkan pencahayaan cahaya pertama Alam Semesta (disebabkan oleh Big Bang), galaksi pertama terbentuk, dan planet-planet ekstra-suria dalam sistem bintang berdekatan.
Sebagai tambahan kepada semua itu, JWST juga akan berdedikasi untuk mempelajari Sistem Suria kita. Seperti yang diumumkan NASA baru-baru ini, teleskop akan menggunakan kemampuan inframerahnya untuk mempelajari dua "Ocean Worlds" di Sistem Suria kita - bulan Jupiter Europa dan bulan Saturnus Enceladus. Dengan berbuat demikian, ia akan menambah pemerhatian yang dibuat oleh NASA sebelumnya Galileo danCassini orbit dan membantu membimbing misi masa depan ke bulan-bulan berais ini.
Bulan dipilih oleh saintis yang membantu mengembangkan teleskop (aka pemerhati masa yang dijamin) dan oleh itu diberi hak istimewa untuk menjadi antara yang pertama menggunakannya. Europa dan Enceladus ditambahkan ke daftar sasaran teleskop kerana salah satu tujuan utama teleskop adalah untuk mengkaji asal-usul kehidupan di Alam Semesta. Selain mencari eksoplanet yang dapat dihuni, NASA juga ingin mengkaji objek dalam Sistem Suria kita sendiri.
Salah satu fokus utama adalah pada air yang dilihat telah menerobos permukaan es Enceladus dan Europa yang sejuk. Sejak tahun 2005, para saintis telah mengetahui bahawa Enceladus mempunyai bulu yang secara berkala meletus dari wilayah kutub selatannya, memuntahkan air dan bahan kimia organik yang mengisi E-Ring Saturnus. Sejak itu ia mendapati bahawa bulu-bulu ini sampai ke laut dalam yang terdapat di bawah permukaan es Enceladus.
Pada tahun 2012, ahli astronomi menggunakan Teleskop Angkasa Hubble mengesan bulu yang serupa yang berasal dari Europa. Bulu-bulu ini dilihat berasal dari hemisfera selatan bulan, dan diperkirakan mencapai hingga 200 km (125 batu) ke angkasa. Kajian selanjutnya menunjukkan bahawa bulu-bulu ini berselang-seling, dan mungkin hujan dan bahan organik dari pedalaman kembali ke permukaan.
Pemerhatian ini sangat menarik kerana menguatkan kes Europa dan Enceladus yang memiliki lautan air hangat dan dalaman yang dapat menampung kehidupan. Lautan ini dipercayai hasil dari aktiviti geologi di kawasan pedalaman yang disebabkan oleh lenturan pasang surut. Berdasarkan bukti yang dikumpulkan oleh Galileo dan Cassini orbit, saintis telah berteori bahawa bulu permukaan ini adalah hasil dari proses geologi yang sama.
Kehadiran aktiviti ini juga bermaksud bahawa bulan-bulan ini mempunyai lubang hidroterma yang terletak di sempadan teras-mantel mereka. Di Bumi, lubang hidrotermal (terletak di dasar laut) dipercayai memainkan peranan utama dalam kemunculan kehidupan. Oleh itu, keberadaan mereka di badan lain di dalam Sistem Suria dipandang sebagai petunjuk kemungkinan kehidupan luar bumi.
Usaha untuk mempelajari "Ocean Worlds" ini akan dipimpin oleh Geronimo Villanueva, seorang saintis planet di Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA. Seperti yang dijelaskannya dalam pernyataan akhbar NASA baru-baru ini, dia dan pasukannya akan menangani beberapa persoalan asas:
"Apakah mereka terbuat dari es air? Adakah wap air panas dilepaskan? Berapakah suhu kawasan aktif dan air yang dipancarkan? Pengukuran teleskop webb akan membolehkan kita menangani soalan-soalan ini dengan ketepatan dan ketepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya. "
Pasukan Villanueva adalah sebahagian daripada usaha yang lebih besar untuk mempelajari Sistem Suria, yang dipimpin oleh Heidi Hammel - wakil eksekutif Persatuan Universiti Penyelidikan Astronomi (AURA). Semasa dia menggambarkan kempen "Ocean World" JWST ke Space Magazine melalui e-mel:
"Kami akan mencari tanda tangan aktiviti bulu di dunia lautan ini dan juga tempat aktif. Dengan kamera inframerah dekat NIRCAM, kita akan mempunyai resolusi spasial yang cukup untuk membezakan kawasan umum bulan yang mungkin "aktif" (membuat bulu). Kami juga akan menggunakan spektroskopi (memeriksa warna cahaya tertentu) untuk merasakan kehadiran air, metana dan beberapa spesies organik lain dalam bahan bulu. "
Untuk mempelajari Europa, Villanueva dan rakan-rakannya akan mengambil gambar Europa dengan resolusi tinggi menggunakan kamera inframerah dekat JWST (NIRCam). Ini akan digunakan untuk mengkaji permukaan bulan dan mencari tempat panas yang menunjukkan bulu dan aktiviti geologi. Sebaik sahaja sebuah plume berada, pasukan akan menentukan komposisinya menggunakan spektrograf inframerah dekat Webb (NIRSpec) dan instrumen inframerah pertengahan (MIRI).
Bagi Enceladus, pasukan akan menganalisis komposisi molekul bulu dan melakukan analisis luas mengenai ciri permukaannya. Oleh kerana saiznya yang kecil, resolusi tinggi permukaan tidak mungkin dilakukan, tetapi ini seharusnya tidak menjadi masalah kerana Cassini orbit sudah memetakan sebahagian besar permukaan permukaannya. Semua diberitahu, Cassini telah menghabiskan 13 tahun terakhir untuk mempelajari sistem Saturnus dan akan mengakhiri fasa "Grande Finale" misinya pada 15 September ini.
Kaji selidik ini, diharapkan dapat menemukan bukti tanda tangan organik dalam bulu, seperti metana, etanol dan etana. Untuk bersikap adil, tidak ada jaminan bahawa pemerhatian JWST akan bertepatan dengan bulu-bulu yang datang dari bulan-bulan ini, atau bahawa pelepasan itu akan mempunyai molekul organik yang cukup untuk dikesan. Selain itu, petunjuk ini juga boleh disebabkan oleh proses geologi.
Walaupun begitu, JWST pasti memberikan bukti yang akan membolehkan para saintis mencirikan kawasan aktif bulan ini dengan lebih baik. Ia juga dijangkakan akan dapat menentukan lokasi yang menarik bagi misi masa depan, seperti misi Europa Clipper NASA. Terdiri daripada pengorbit dan pendarat, misi ini - yang diharapkan akan dilancarkan sekitar tahun 2020 - akan berusaha untuk menentukan apakah Europa dapat dihuni.
Seperti yang dijelaskan oleh Dr. Hammel, kajian tentang dua "Ocean Moons" ini juga bertujuan untuk meningkatkan pemahaman kita tentang asal-usul kehidupan di Alam Semesta:
"Kedua-dua bulan laut ini dianggap menyediakan lingkungan yang dapat menampung kehidupan berdasarkan air seperti yang kita ketahui. Pada ketika ini, masalah kehidupan di tempat lain sama sekali tidak diketahui, walaupun terdapat banyak spekulasi. JWST dapat membuat kita lebih dekat untuk memahami persekitaran yang berpotensi dihuni ini, melengkapkan misi kapal angkasa robotik yang kini sedang dalam pembangunan (Europa Clipper) dan mungkin dirancang untuk masa depan. Pada masa yang sama, JWST akan memeriksa persekitaran planet yang jauh lebih berpotensi untuk dihuni di sekitar bintang lain. Kedua-dua penjelajahan ini - tempatan dan jauh - membolehkan kita membuat kemajuan yang signifikan dalam mencari kehidupan di tempat lain. "
Setelah digunakan, JWST akan menjadi teleskop ruang angkasa paling kuat yang pernah dibina, bergantung pada lapan belas cermin segmen dan sekumpulan instrumen untuk mempelajari Universe inframerah. Walaupun tidak dimaksudkan untuk menggantikan Teleskop Angkasa Hubble, dalam banyak hal merupakan pewaris semula jadi misi bersejarah ini. Dan tentunya diharapkan dapat berkembang pada banyak penemuan terhebat di Hubble, tidak sedikit yang terdapat di Sistem Suria.
Pastikan untuk melihat video ini mengenai jenis data spektrografi yang akan diberikan oleh JWST pada tahun-tahun mendatang, berdasarkan NASA:
