Sejak proyek ini pertama kali disusun, para ilmuwan telah menunggu hari itu James Webb Space Telescope (JWST) akan mengambil ruang. Sebagai pengganti yang direncanakan Hubble, JWST akan menggunakan kemampuan pencitraan inframerah yang kuat untuk mempelajari beberapa objek paling jauh di Alam Semesta (seperti pembentukan galaksi pertama) dan mempelajari planet-planet ekstra-surya di sekitar bintang-bintang terdekat.
Namun, ada banyak spekulasi dan pembicaraan tentang target mana yang akan menjadi JWST pertama. Untungnya, mengikuti rekomendasi dari Komite Alokasi Waktu dan tinjauan teknis menyeluruh, Space Telescope Science Institute (STScI) baru-baru ini mengumumkan bahwa mereka telah memilih tiga belas program sains "rilis awal", dimana JWST akan menghabiskan lima bulan pertamanya untuk mempelajari layanan .
Sebagai bagian dari Program Sains Rilis Awal Discretionary Director JWST (DD-ERS), tiga belas target ini dipilih oleh proses peer-review yang ketat. Ini terdiri dari 253 penyelidik dari 18 negara dan 106 lembaga ilmiah yang memilih dari lebih dari 100 proposal. Setiap program telah dialokasikan 500 jam waktu pengamatan, setelah periode commissioning 6 bulan berakhir.
Seperti yang dikatakan Ken Sembach, direktur Space Science Telescope Science Institute (STScI), dalam pernyataan pers ESA:
“Kami terkesan dengan kualitas proposal yang diterima. Program-program ini tidak hanya akan menghasilkan sains yang hebat, tetapi juga akan menjadi sumber daya yang unik untuk menunjukkan kemampuan investigasi observatorium luar biasa ini kepada komunitas ilmiah di seluruh dunia… Kami ingin komunitas penelitian menjadi seproduktif mungkin secara ilmiah, sedini mungkin, itulah sebabnya saya sangat senang dapat mendedikasikan hampir 500 jam waktu diskresioner direktur untuk pengamatan sains rilis awal ini..”
Setiap program akan mengandalkan empat instrumen ilmiah JWST, yang telah dikontribusikan oleh NASA, European Space Agency (ESA) dan Canadian Space Agency (CSA). Ini termasuk Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) dan Mid-Infrared Instrument (MIRI) yang dikembangkan oleh ESA, serta Near-Infrared Camera (NIRCam) yang dikembangkan oleh NASA dan STScI, dan Near-Infrared Imager dan Slitless Spectrograph (NIRISS) yang dikembangkan oleh CSA.
Tiga belas program yang dipilih termasuk "Melalui mencari GLASS", yang akan bergantung pada pengalaman komunitas astronomi menggunakan Hubble untuk melakukan spektroskopi tanpa celah dan survei sebelumnya untuk mengumpulkan data tentang pembentukan galaksi dan media intergalaksi, dari zaman Semesta yang paling awal hingga saat ini. Investigator Utama (PI) untuk program ini adalah Tommaso Treu dari University of California Los Angeles.
Lain adalah program Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS), yang akan melakukan pengamatan yang tumpang tindih untuk membuat survei extragalactic terkoordinasi. Survei ini dimaksudkan untuk membuat para astronom melihat cahaya pertama yang terlihat dari Semesta (sekitar 240.000 hingga 300.000 tahun setelah Big Bang), serta informasi dari Zaman Reionisasi (sekitar 150 juta hingga 1 miliar tahun setelah Big Bang) dan periode ketika galaksi pertama terbentuk. PI untuk program ini adalah Steven Finkelstein dari University of Texas di Austin.
Lalu ada Program Sains Rilis Dini Komunitas Transoplanet Transit, yang akan dibangun berdasarkan karya Hubble, Spitzer, dan Kepler teleskop ruang angkasa dengan melakukan survei planet ekstrasurya. Seperti pendahulunya, ini akan terdiri dari bintang pemantauan untuk kemiringan berkala dalam kecerahan yang disebabkan oleh planet yang melintas di antara mereka dan pengamat (alias. Transit Fotometri).
Namun, dibandingkan dengan misi sebelumnya, JWST akan dapat mempelajari planet transit dengan detail yang belum pernah terjadi sebelumnya, yang diharapkan untuk mengungkapkan volume tentang komposisi, struktur, dan dinamika atmosfer masing-masing. Program ini, di mana PI adalah Imke de Pater dari University of California Berkeley, karena itu diharapkan untuk merevolusi pemahaman kita tentang planet, pembentukan planet, dan asal usul kehidupan.
Juga fokus pada studi tentang exoplanet adalah program Pencitraan Kontras Tinggi Exoplanet dan Sistem Extraplanetary, yang akan fokus pada planet yang dicitrakan langsung dan cakram serpihan berbentuk bintang. Sekali lagi, tujuannya adalah menggunakan kemampuan JWST yang disempurnakan untuk memberikan analisis terperinci tentang struktur atmosfer dan komposisi exoplanet, serta sifat partikel awan dari cakram puing.
Tapi tentu saja, tidak semua program didedikasikan untuk mempelajari hal-hal di luar Tata Surya kita, seperti yang ditunjukkan oleh program yang akan fokus pada Jupiter dan Sistem Jovian. Menambah penelitian yang dilakukan oleh Galileo dan Juno Misi, JWST akan menggunakan seperangkat instrumennya untuk mengkarakterisasi dan menghasilkan peta lapisan awan, angin, komposisi, aktivitas auroral, dan struktur suhu Jupiter.
Program ini juga akan fokus pada beberapa bulan terbesar Jupiter (alias. "Bulan Galilea") dan struktur cincin planet. Data yang diperoleh oleh JWST akan digunakan untuk menghasilkan peta atmosfer Io dan permukaan vulkanik, atmosfer lemah Ganymede, memberikan kendala pada struktur termal dan atmosfer bulan-bulan ini, dan mencari bulu-bulu di permukaannya. Sebagai Alvaro Giménez, Direktur Sains ESA, menyatakan:
“Sangat menyenangkan melihat keterlibatan komunitas astronomi dalam merancang dan mengusulkan apa yang akan menjadi program ilmiah pertama untuk Teleskop Luar Angkasa James Webb. Webb akan merevolusi pemahaman kita tentang Semesta dan hasil yang akan keluar dari pengamatan awal ini akan menandai awal dari petualangan baru yang mendebarkan dalam astronomi. "
Selama misinya, yang akan berlangsung selama minimal lima tahun (pembatasan ekstensi), JWST juga akan membahas banyak topik utama lainnya dalam astronomi modern, menyelidiki Semesta melampaui batas-batas yang Hubble mampu lihat. Ini juga akan dibangun berdasarkan pengamatan yang dilakukan oleh Hubble, memeriksa galaksi yang cahayanya telah direntangkan menjadi panjang gelombang inframerah oleh perluasan ruang.
Selain melihat lebih jauh ke masa lalu untuk memetakan evolusi kosmik, Webb juga akan memeriksa Lubang Hitam Supermasif (SMBH) yang terletak di pusat galaksi paling masif - untuk tujuan memperoleh perkiraan massa yang akurat. Terakhir, namun tidak kalah pentingnya, Webb akan fokus pada kelahiran bintang-bintang baru dan planet-planet mereka, awalnya berfokus pada dunia seukuran Jupiter dan kemudian mengalihkan fokus untuk mempelajari Bumi super yang lebih kecil.
John C. Mather, Ilmuwan Senior Proyek untuk JWST dan Ahli Astrofisika Senior di Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA, juga menyatakan antusiasme untuk program-program yang dipilih. "Saya senang melihat daftar target astronom yang paling menarik untuk teleskop Webb, dan sangat ingin melihat hasilnya," katanya. "Kami sepenuhnya berharap akan terkejut dengan apa yang kami temukan."
Selama bertahun-tahun, para astronom dan peneliti telah menanti-nanti hari ketika JWST mulai berkumpul dan merilis pengamatan pertamanya. Dengan begitu banyak kemungkinan dan begitu banyak menunggu untuk ditemukan, penyebaran teleskop (yang dijadwalkan untuk 2019) adalah peristiwa yang tidak akan terjadi segera!
