Ми, люди, ненаситний голод зрозуміти Всесвіт. Як сказав Карл Саган, "Розуміння - це екстаз". Але щоб зрозуміти Всесвіт, нам потрібні кращі та кращі способи його спостереження. А це означає одне: великі, величезні, величезні телескопи.
У цій серії ми розглянемо 6 світових супер телескопів:
- Гігантський телескоп Магеллан
- Великий телескоп
- 30-метровий телескоп
- Європейський надзвичайно великий телескоп
- Великий телескоп синоптичного опитування
- Космічний телескоп Джеймса Вебба
- Інфрачервоний оглядовий телескоп широкого поля
Космічний телескоп Джеймса Вебба "> Космічний телескоп" Джеймс Вебб "(JWST або Webb), можливо, є найбільш нетерплячим передбачуваним із супер телескопів. Можливо тому, що вона пережила замучений шлях на шляху до будівництва. А може тому, що він відрізняється від інших Супертелескопів, що з його віддаленим від Землі 1,5 мільйона км, як тільки він працює.
Якщо ви стежили за драмою за Webb, ви дізнаєтесь, що перевищення вартості майже призвело до її скасування. Це було б справжньою ганьбою.
JWST варить з 1996 року, але зазнав деяких ударів по дорозі. Ця дорога та її задирки обговорювалися в інших місцях, тож, що далі, це короткий пробіг.
Початкові оцінки JWST - це $ 1,6 млрд. Ціна і дата запуску 2011 року. Але витрати виправдані, і виникли інші проблеми. Це змусило Палату представників у США перейти до скасування проекту в 2011 році. Однак пізніше того ж року Конгрес США скасував скасування. Врешті-решт кінцева вартість Webb склала 8,8 мільярда доларів, а дата запуску встановлена на жовтень 2018 року. Це означає, що перше світло JWST стане набагато швидшим, ніж інші супер телескопи.
Вебб був задуманий як наступник космічного телескопа Хаббла, який працює з 1990 року. Але Хаббл знаходиться на низькій орбіті Землі і має первинне дзеркало в 2,4 метра. JWST буде розміщений на орбіті в точці LaGrange 2, а його основне дзеркало становитиме 6,5 метра. Хаббл спостерігає у ближньому ультрафіолетовому, видимому та близькому інфрачервоному спектрах, тоді як Вебб буде спостерігати у видимому світлі довгих хвиль (оранжево-червоний), через інфрачервоне до середнього інфрачервоного. Це має деякі важливі наслідки для науки, яку отримує Вебб.
Джеймс Вебб побудований навколо чотирьох інструментів:
- Близько інфрачервона камера (NIRCam)
- Близько інфрачервоний спектрограф (NIRSpec)
- Середній інфрачервоний інструмент (MIRI)
- Датчик тонкої орієнтації / ближній інфрачервоний томограф і безщелевий спектрограф (FGS / NIRISS)
NIRCam - це основний образ Webb. Він буде спостерігати за утворенням самих ранніх зірок і галактик, заселенням зірок в сусідніх галактиках, об'єктах пояса Койпера та молодими зірками в Чумацькому Шляху. NIRCam оснащений коронаграфами, які блокують світло від яскравих предметів, щоб спостерігати затемнені об'єкти поблизу.
NIRSpec працюватиме в діапазоні від 0 до 5 мкм. Його спектрограф розділить світло на спектр. Отриманий спектр говорить нам про предмети, температуру, масу та хімічний склад. NIRSpec буде спостерігати одразу 100 об’єктів.
MIRI - камера та спектрограф. Він побачить червоне зміщення світла далеких галактик, новоутворених зірок, об’єктів у поясі Койпера та слабких комет. Камера MIRI надасть широкосмугові широкосмугові знімки, які будуть впорядковуватись з дивовижними зображеннями, які Хаббл дав нам стабільний режим харчування Спектрограф забезпечить фізичні деталі віддалених об'єктів, які він буде спостерігати.
Частина датчика тонкої орієнтації FGS / NIRISS надасть Webb точності, необхідної для отримання високоякісних зображень. NIRISS - це спеціалізований прилад, що працює в трьох режимах. Він дослідить перше виявлення світла, виявлення та характеристику екзопланет та транзитну спектроскопію екзопланет.
Основна мета JWST разом з багатьма іншими телескопами - зрозуміти Всесвіт та наше походження. Webb вивчить чотири широкі теми:
- Перше світло і реіонізація: На ранніх стадіях Всесвіту не було світла. Всесвіт був непрозорим. Зрештою, по мірі охолодження фотони змогли подорожувати вільніше. Тоді, ймовірно, через сотні мільйонів років після Великого вибуху утворилися перші джерела світла: зірки. Але ми не знаємо, коли і які типи зірок.
- Як складаються галактики: Ми звикли бачити приголомшливі зображення величних спіральних галактик, які існують у космічному журналі. Але галактики не завжди були такими. Ранні галактики часто були невеликими і незграбними. Як вони сформувалися у форми, які ми бачимо сьогодні?
- Народження зірок і протопланетних систем: Зоряне око Веба буде дивитись прямо через хмари пилу, які "такі області, як Хаббл, не бачать. Ці хмари пилу - це там, де утворюються зірки, та їх протопланетні системи. Те, що ми там бачимо, нам дуже багато розповість про формування нашої Сонячної системи, а також про пролиття світла на багато інших питань.
- Планети та витоки життя: Зараз ми знаємо, що екзопланети поширені. Ми знайшли тисячі з них на орбіті всіх типів зірок. Але ми все ще дуже мало знаємо про них, як, наприклад, як загальна атмосфера, і якщо загальновідомі життєві блоки.
Це все очевидно захоплюючі теми. Але в наш сучасний час одна з них виділяється серед інших: Планети та витоки життя.
Нещодавнє відкриття системи TRAPPIST 1 викликало задоволення від можливості відкриття життя в іншій Сонячній системі. TRAPPIST 1 має 7 земних планет, і 3 з них знаходяться в зоні проживання. Це була величезна новина в лютому 2017 року. Кайф все ще відчутний, і люди з нетерпінням чекають більше новин про систему. Ось тут і приходить JWST.
Одне велике питання навколо системи TRAPPIST - “Чи мають планети атмосферу?” Веб може допомогти нам відповісти на це.
Прилад NIRSpec на JWST зможе виявити будь-яку атмосферу навколо планет. Можливо, ще важливіше, що він зможе дослідити атмосфери та розповісти про їх склад. Ми будемо знати, чи містять атмосфери, якщо вони існують, парникові гази. Вебб може також виявляти такі хімічні речовини, як озон і метан, які є біосигнатурами, і може сказати нам, чи може життя на цих планетах присутнє.
Можна сказати, що якби Джеймсу Веббу вдалося виявити атмосферу на планетах TRAPPIST 1 і підтвердити існування біохімічних хімікатів там, він зробив би свою роботу вже. Навіть якщо вона перестала працювати після цього. Це, мабуть, надумано Але все-таки можливість є.
Наука, яку надасть JWST, надзвичайно інтригуюча. Але ми ще не там. Все ще справа запуску JWST, і це складне розгортання.
Первинне дзеркало JWST набагато більше, ніж у Хаббла. Діаметр має 6,5 метра проти Hubble - 2,4 метра. Хаббл не мав жодних проблем із запуском, незважаючи на те, що він такий великий, як шкільний автобус. Він був розміщений всередині космічного човника і розгорнутий канадармом на низькоземній орбіті. Це не допоможе Джеймсу Веббу.
Вебб повинен бути запущений на борт ракети, яку відправляють на шляху до L2, це можливо додому. А щоб його запустити на борт ракети, він повинен поміститися у вантажному просторі в носі ракети. Це означає, що його потрібно скласти.
Дзеркало, яке складається з 18 сегментів, складене на три всередині ракети і розгорнуте на шляху до L2. Антени та сонячні батареї також потрібно розгорнути.
На відміну від Хаббла, Webb потрібно зберігати надзвичайно круто, щоб зробити свою роботу. Він має кріохолодильник, який може допомогти з цим, але він також має величезний сонячний абажур. Цей сенник має п'ять шарів, і дуже великий.
Всі ці компоненти нам потрібні для розгортання, щоб Webb зробив свою справу. І нічого подібного не пробували раніше.
До запуску Webb лише 7 місяців. Це дуже близько, враховуючи, що проект майже відмінено. Ми повинні зробити рогівки науки, як тільки вона працюватиме.
Але нас там ще немає, і нам доведеться пройти запуск і розгортання нервів, перш ніж ми дійсно зможемо збудитися.
