Ние, хората, имаме ненаситен глад, за да разберем Вселената. Както каза Карл Сагън, "Разбирането е екстаз." Но за да разберем Вселената, имаме нужда от по-добри и по-добри начини да я наблюдаваме. А това означава едно: големи, огромни, огромни телескопи.
В тази поредица ще разгледаме 6 от супер телескопите в света:
- Гигантският телескоп Магелан
- Прекомерно големият телескоп
- 30-метровият телескоп
- Европейският изключително голям телескоп
- Големият телескоп за синоптични изследвания
- Космическият телескоп Джеймс Уеб
- Телескопът за широколентово инфрачервено проучване
Космическият телескоп на Джеймс Уеб “> Космическият телескоп Джеймс Уеб (JWST или Webb) може би е най-нетърпеливо очакван от Супер телескопите. Може би защото е издържала измъчен път по пътя си към изграждането. Или може би защото е по-различен от другите Супер телескопи, какво става с това, че е отдалечен на 1,5 милиона км от Земята, след като работи.
Ако сте следвали драмата зад Уеб, ще знаете, че превишаването на разходите почти доведе до отмяната му. Това би било истински срам.
JWST се вари от 1996 г., но е претърпял някои неравности по пътя. Този път и неговите неравности са обсъдени на друго място, така че следващото е кратък пропуск.
Първоначалните оценки за JWST бяха цена от 1,6 милиарда долара и дата на стартиране на 2011 г. Но разходите бяха балонни и имаше други проблеми. Това накара Камарата на представителите в САЩ да премине към анулиране на проекта през 2011 г. Въпреки това, по-късно същата година, Конгресът на САЩ отмени анулирането. В крайна сметка крайната цена на Webb достигна 8,8 милиарда долара, като датата на стартиране беше определена за октомври 2018 г. Това означава, че първата светлина на JWST ще бъде много по-бърза от другите Супер телескопи.
Уебът е замислен като наследник на космическия телескоп Хъбъл, който работи от 1990 г. Но Хъбъл е в нискоземна орбита и има първично огледало на 2,4 метра. JWST ще бъде разположен в орбита в точка LaGrange 2, а основното му огледало ще бъде 6,5 метра. Хъбъл наблюдава в близкия ултравиолетов, видим и близък инфрачервен спектър, докато Уеб ще наблюдава при видима светлина с дължина на вълната (оранжево-червена), чрез близко инфрачервено до средно инфрачервено. Това има някои важни последици за науката, получена от Webb.
Джеймс Уеб е изграден около четири инструмента:
- Близо инфрачервена камера (NIRCam)
- Близо инфрачервен спектрограф (NIRSpec)
- Средно-инфрачервеният инструмент (MIRI)
- Сензор за фино насочване / близък инфрачервен образ и безрезен спектрограф (FGS / NIRISS)
NIRCam е основният образ на Webb. Той ще наблюдава образуването на най-ранните звезди и галактики, популацията на звезди в близките галактики, обектите на пояса на Койпер и младите звезди в Млечния път. NIRCam е оборудван с коронаграфи, които блокират светлината от ярки обекти, за да наблюдават по-димни обекти наблизо.
NIRSpec ще работи в диапазон от 0 до 5 микрона. Неговият спектрограф ще раздели светлината в спектър. Полученият спектър ни казва за обекти, температура, маса и химичен състав. NIRSpec ще наблюдава 100 обекта наведнъж.
MIRI е камера и спектрограф. Той ще вижда червената изместена светлина на далечни галактики, новообразуващи се звезди, обекти в пояса на Койпер и слаби комети. Камерата на MIRI ще предостави широколентови широколентови изображения, които ще се класират там с удивителните изображения, на които Хъбъл ни дава постоянна диета. Спектрографът ще предостави физически подробности за отдалечените обекти, които ще наблюдава.
Частта за сензор за фино напътствие на FGS / NIRISS ще даде на Webb точността, необходима за получаване на висококачествени изображения. NIRISS е специализиран инструмент, работещ в три режима. Той ще изследва първо откриване на светлина, откриване и характеризиране на екзопланети и транзитна спектроскопия на екзопланета.
Целта на JWST, заедно с много други телескопи, е да разбере Вселената и нашия произход. Уеб ще проучи четири широки теми:
- Първа светлина и реионизация: В ранните етапи на Вселената нямаше светлина. Вселената беше непрозрачна. В крайна сметка, когато изстиваше, фотоните успяха да пътуват по-свободно. Тогава, вероятно стотици милиони години след Големия взрив, се образуват първите източници на светлина: звезди. Но не знаем кога или какви видове звезди.
- Как се събират галактиките: Свикнали сме да виждаме зашеметяващи изображения на големите спирални галактики, които съществуват в сп. „Космос“. Но галактиките не винаги са били такива. Ранните галактики често са били малки и тромави. Как се оформиха във формите, които виждаме днес?
- Раждането на звездите и протопланетарните системи: Здравото око на Уеб ще надникне право през облаците прах, които „обхват като Хъбъл не може да се види. Тези облаци прах са там, където се образуват звезди, и техните протопланетарни системи. Това, което виждаме там, ще ни каже много за формирането на нашата собствена Слънчева система, както и за хвърляне на светлина върху много други въпроси.
- Планети и произхода на живота: Вече знаем, че екзопланетите са често срещани. Намерихме хиляди от тях в орбита на всички видове звезди. Но ние все още знаем много малко за тях, например колко общи са атмосферата и дали градивните елементи на живота са общи.
Това са очевидно завладяващи теми. Но в нашето съвремие една от тях се откроява сред останалите: планети и произход на живота.
Неотдавнашното откритие на системата TRAPPIST 1 развълнува хората вероятно да открият живот в друга слънчева система. TRAPPIST 1 има 7 земни планети, а 3 от тях са в обитаемата зона. Това беше огромна новина през февруари 2017 г. Бръмченето все още е осезаемо и хората с нетърпение очакват още новини за системата. Точно там идва JWST.
Един голям въпрос около системата TRAPPIST е „Планетите имат ли атмосфера?“ Уеб може да ни помогне да отговорим на това.
Инструментът NIRSpec на JWST ще може да открива всякаква атмосфера около планетите. Може би по-важното е, че ще може да проучи атмосферите и да ни разкаже за техния състав. Ще знаем дали атмосферите, ако съществуват, съдържат парникови газове. Уеб може също да открие химикали като озон и метан, които са биосигнатури и може да ни каже дали животът може да присъства на тези планети.
Бихте могли да кажете, че ако Джеймс Уеб успя да открие атмосферата на планетите TRAPPIST 1 и потвърди съществуването на биосигнатурни химикали там, той вече ще си свърши работата. Дори и да спре да работи след това. Това вероятно е нагледно Но все пак, възможността е налице.
Науката, която ще предостави JWST, е изключително интригуваща. Но все още не сме там. Все още има въпрос за старта на JWST и това е сложно внедряване.
Основното огледало на JWST е много по-голямо от това на Хъбъл Диаметърът му е 6,5 метра срещу 2,4 метра за Хъбъл. Хъбъл не беше проблем с пускането, въпреки че беше голям колкото училищен автобус. Той беше поставен вътре в космическа совалка и разгърнат от Canadarm в нискоземна орбита. Това няма да работи за Джеймс Уеб.
Webb трябва да бъде изстрелян на борда на ракета, която да бъде изпратена на път за L2, това е евентуално у дома. И за да бъде изстрелян на борда на ракетата си, той трябва да се побере в товарно пространство в носа на ракетата. Това означава, че трябва да бъде сгънат.
Огледалото, което е съставено от 18 сегмента, е сгънато на три вътре в ракетата и се разгъва по пътя си към L2. Антените и слънчевите клетки също трябва да се разгънат.
За разлика от Хъбъл, Webb трябва да бъде изключително готин, за да върши своята работа. Той има крио охладител, който да помогне за това, но има и огромен сенник. Този сенник е пет слоя и много голям.
Всички тези компоненти се нуждаем от внедряване, за да може Webb да свърши работата си. И нищо подобно не е изпробвано и преди.
Стартирането на Webb е само на 7 месеца. Това е много близо, тъй като проектът почти е отменен. Трябва да се направи рог на науката, след като работи.
Но ние все още не сме там и ще трябва да преминем през стартирането и разгръщането на нервите, преди наистина да се развълнуваме.
