Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) to instrument nowej generacji zaprojektowany do patrzenia na wszechświat, którego możliwości przewyższają i uzupełniają czcigodny Teleskop Hubble’a. Minęło dużo czasu, ale bardzo ekscytujące jest obserwowanie, jak społeczność astronomiczna robi kolejny krok naprzód.
Teleskop Webba to międzynarodowe przedsięwzięcie obsługiwane przez NASA, ale z ważnym wkładem zarówno europejskich, jak i kanadyjskich agencji kosmicznych. Ma wysoką cenę – około 10 miliardów dolarów – i pierwotnie miał zostać wydany ponad dekadę temu. Ale koszt i oczekiwanie są tego warte.
Społeczeństwo wspiera kosztowne projekty astronomiczne, takie jak teleskopy kosmiczne, ze względu na ogromne bogactwo wiedzy o wszechświecie – i powinno nadal to robić. Na przykład Hubble raz po raz udowodnił, że jest wart tej inwestycji. Odpowiadał na pytania, które nie zostały nawet zadane podczas startu, jednocześnie rzucając światło na odwieczne pytania, takie jak: Jak szybko rozszerza się wszechświat? ile lat?
Hubble odkrył księżyce Plutona i udowodnił, że większość galaktyk ma w swoim jądrze supermasywną czarną dziurę. i stworzył trójwymiarową mapę ciemnej materii we wszechświecie. To niesamowite znaleziska, które zapewniają świetny zwrot z inwestycji.
Ale jest więcej pytań, na które należy odpowiedzieć, a które wymagają nowych możliwości. Dlatego teleskop Webba, Jego nazwa pochodzi od Jamesa Webba, który kierował NASA w latach 1961-1968, podczas gdy agencja przygotowywała się do misji Apollo na Księżyc, co jest dość znaczące. Cofnie się w czasie bardziej niż Hubble może i odpowie na pytania, których Hubble nie może.
Podstawową różnicą między Hubble’em a JWST jest długość fali światła, które mają obrazować. Hubble jest wrażliwy na promienie ultrafioletowe, widzialne i bliskie podczerwieni (200-2400 nm). Natomiast JWST skupia się głównie na widmie podczerwieni (
600-28000 nm), z pewną ograniczoną zdolnością widzenia czerwonego/pomarańczowego światła widzialnego, ale nie innych kolorów. Ta zmiana w technologii pozwoli nam głębiej zagłębić się w przeszłość i przyjrzeć się z pierwszej ręki, jak wyglądał nasz wszechświat.
W ciągu ostatniego stulecia naukowcy ustalili, że wszechświat zaczął się
13,8 miliarda lat temu W katastrofalnym wydarzeniu zwanym Wielkim Wybuchem. Podczas gdy początkowe warunki wszechświata jarzyły się na biało, gdy wszechświat rozszerzał się i ochładzał, wszechświat pogrążył się w ciemności, zawierającej tylko chmury wodoru i helu. To, co nastąpiło później, to okres, który astronomowie nazwali Ciemnymi Wiekami.
Przez następne sto czy dwieście milionów lat grawitacja ściskała te obłoki, aż ich gęstość była wystarczająco wysoka, aby rozpocząć fuzję jądrową, i stały się gwiazdami. Te gwiazdy były ogromne, świeciły i wylewały światło, które było
Głównie niebieski i ultrafioletowy – Coś, czego JWST nie widzi bezpośrednio. Jednak od czasu powstania wszechświat rozszerzył się, wydłużając krótkofalowe promieniowanie ultrafioletowe emitowane przez te wczesne gwiazdy do długofalowego światła podczerwonego.
ten
Najstarsza galaktyka Sfotografowany przez teleskop Hubble’a istniał około 400 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Dzięki ulepszonej zdolności do obrazowania światła podczerwonego JWST będzie w stanie zobaczyć znacznie starsze gwiazdy i galaktyki – te urodzone zaledwie 200 milionów lat po Wielkim Wybuchu – a być może nawet starsze. Krótko mówiąc, Teleskop Jamesa Webba będzie w stanie zobaczyć, kiedy wszechświat przesuwa się z ciemnej i niewidzialnej pustki do wszechświata pełnego gwiazd, które widzimy dzisiaj. Byłby to ogromny postęp dla astronomii.
Obserwowanie ewolucji wszechświata nie jest jedyną misją JWST. Jego zdolność do obrazowania światła podczerwonego pozwoli mu zobaczyć niektóre planety krążące wokół odległych gwiazd. Chociaż jest bardzo mało prawdopodobne, że placówka będzie w stanie zobaczyć planety podobne do Ziemi, będzie w stanie dostrzec odbicie światła podczerwonego na planetach podobnych do Jowisza, a także będzie w stanie zobaczyć małe planety wystarczająco gorące, roztopione – podobnie jak Ziemia po uformowaniu się po raz pierwszy. Szczegółowe informacje o egzoplanetach pozwolą naukowcom lepiej zrozumieć, jak powstają układy planetarne i dadzą nam lepsze wyobrażenie o tym, czy nasz Układ Słoneczny jest niezwykły. Będzie to miało głębokie implikacje dla pytania: czy ludzkość jest sama we wszechświecie?
W przeciwieństwie do teleskopu Hubble’a, który krąży kilkaset mil nad powierzchnią Ziemi i jest stosunkowo dostępny dla misji serwisowych, teleskop JWST będzie umieszczony w tzw.
L2 .punkt, lokalizacja około miliona mil od Słońca od Ziemi. Ta lokalizacja została wybrana, ponieważ umożliwia ochronę czułych instrumentów JWST przed promieniowaniem podczerwonym (tj. ciepłem) emitowanym przez Słońce, Ziemię i Księżyc. bez
tarczaTeleskop JWST nie zadziała.
Oczywiście, gdy JWST znajduje się tak daleko od Ziemi, astronauci nie mogą tego zrobić
obsługa obiektu. Po prostu powinno działać. Ze względu na odległe położenie teleskopu nie będzie możliwe uzupełnianie materiałów eksploatacyjnych, takich jak chłodziwo instrumentu i paliwo rakietowe, aby utrzymać teleskop we właściwym położeniu i prawidłowo zorientować. Oznacza to, że w przeciwieństwie do ponad 30-letniej misji Hubble’a (i wciąż rośnie), oczekuje się, że JWST będzie działać
pięć lat, Chociaż inżynierowie i naukowcy, którzy go zbudowali, mają nadzieję, że będzie miał 10 lat. Te pięć dodatkowych lat byłoby ogromnym dobrodziejstwem dla społeczności astronomicznej.
Gdy Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba opuści ziemską atmosferę, nie będzie w pełni operacyjny. Po pełnym rozłożeniu ma rozmiar kortu tenisowego, ale składa się całkowicie, aby zmieścić się w osłonie rakiety. Teleskop zajmie około
Dwa tygodnie wykryć. W miarę rozwoju zabierze Cię do punktu L2, podróż, która zajmie
około miesiąca. Gdy narzędzie zostanie wdrożone, personel techniczny JWST spędzi około sześciu miesięcy na przeprowadzaniu testów, aby upewnić się, że będzie działać podczas projektowania.
I wtedy zaczyna się zabawa. Podczas gdy naukowcy mają jasny plan, czego teleskop będzie szukać, astronomowie prawie na pewno odkryją rzeczy, których również się nie spodziewali. Możemy tylko zaryzykować, zgadując, czego możemy się dowiedzieć o wszechświecie w ciągu najbliższych pięciu lat. Jestem jednak pewien, że Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba zamieni przynajmniej niektóre ze starych pytań we współczesne odpowiedzi.
