Різдвяний запуск космічного телескопа Джеймса Вебба після багатьох відтермінувань та затримок знаменує нову епоху у вивченні Всесвіту. Цей революційний апарат відправився в космос на борту ракети Ariane 5. Амбітний наступник телескопа Хаббла стартував з Південної Америки і обіцяє назавжди змінити наші знання про Всесвіт.
“Двадцять років мого життя будуть присвячені цьому моменту”, – сказав Марк Войтон, менеджер з інтеграції обсерваторії Вебба і випробувань в центрі космічних польотів імені Годдарда НАСА в Грінбелті, штат Меріленд. Але після запуску, який пройшов “точно так, як очікувалося”, за даними наземного управління, вибух захоплених оплесків в центрі управління польотами вітав наступну епоху астрономії.
Озброєний безпрецедентною потужністю інфрачервоного фотографування, інтегрованого з найсучаснішим обладнанням, Вебб подолає відстань в 1,6 мільйона кілометрів від Землі, щоб надати нам доступ до найглибших, темних і древніх секретів космосу.
Оснащення телескопа дозволить зазирнути в космічні темні століття і задокументувати перші проблиски світла, які заповнили Всесвіт. З цим апаратом ми зможемо побачити, як зірки формуються за хмарами пилу, у які не зміг проникнути телескоп Хаббл. Новий інструмент також покаже надмасивні чорні діри з безпрецедентною точністю, виявить невидимі галактики і почне каталогізувати планетні системи в пошуках жилих екзопланет.
У той час як інші космічні зонди, такі як дослідник космічного фону 1989 року, технічно вивчили більшу відстань у Всесвіті, ніж Вебб, цей телескоп створили розроблений не для того, щоб побачити початок Всесвіту. «Він для того, щоб побачити період історії Всесвіту, який ми ще не бачили», – сказав Джон Мазер, старший науковий співробітник проекту космічного телескопа Джеймса Вебба.
Часова шкала Всесвіту. Вебб запропонує нам доступ до регіону до того, що вчені називають космічними темними століттями Всесвіту.
Подумайте про це як про різницю між поглядами на зірки з освітленого Нью-Йорка, а потім з темної лісової долини. Стоячи в тіні густої зелені, ви побачите ще міріади іскор, навіть якщо ви дивитеся на те ж саме небо – ви просто дивитеся на нього без світлового забруднення.
Уявіть собі об’єктив, який може дивитися в глибини космосу без фільтра. Одного разу Вебб міг би навіть допомогти нам відповісти на потенційно страшне питання: Чи самотні ми у Всесвіті?
Кожен раз, коли ви дивитеся на місяць, ви озираєтеся назад у часі, тому що світло поширюється не миттєво. Чим далі джерело світла, тим більше часу потрібно, щоб його світло досягло вас.
Якщо хтось встав на Місяці і включив лампочку, це займе 1,3 секунди, щоб побачити його на Землі. По суті, кожен раз, коли Місячне світло досягає вашого ока, ви озираєтеся назад у часі на 1,3 секунди. І це всього лише місяць, що знаходиться на відстані близько 384 400 кілометрів.
Космічний телескоп Джеймса Вебба може заглядати набагато далі в глибокий космос, на відстань близько 13,7 мільярда світлових років, що означає, що він може зазирнути на 13,7 мільярда років тому в часі. Це всього через 100 мільйонів років після народження Всесвіту.
У пошуках розгадки того, що сталося відразу після Великого вибуху, він буде використовувати природні космічні ліхтарики, звані квазарами, щоб спостерігати за розвитком епохи. Вважається, що квазари живляться від надмасивних чорних дір, вони живуть в центрах галактик і випромінюють неймовірно яскраве світло.
“Якщо ви хочете вивчати Всесвіт, вам потрібні дуже яскраві фонові джерела, – сказала Камілла Пасіфікі, яка пов’язана з канадським космічним агентством і працює фахівцем з приладів в науковому інституті космічного телескопа в Балтіморі. – Квазар-ідеальний об’єкт у далекій Всесвіті, тому що він досить яскравий, щоб ми могли його дуже добре бачити”.
Завдяки довгому списку високоінтенсивного обладнання Вебб не буде просто фотографувати далеку Всесвіт як є.
Інфрачервоні сигнатури
Можливо, найважливішою особливістю Вебба є його можливості сприйняття інфрачервоного випромінювання. Це основна причина, по якій він може відобразити такі багаті, нефільтровані проблиски древнього Всесвіту.
Оскільки космічні тіла віддаляються від Землі разом з рештою тканини космосу, світло, що висвітлює їх, одночасно розтягується, що призводить до явища, що називається червоним зміщенням.
У міру розширення Всесвіту довжини хвиль синього світла квазарів повільно розтягуються і вони стають червонішими. Як тільки ці довжини хвиль опиняться далеко на червоному кінці спектра, вони увійдуть в так звану область інфрачервоного випромінювання.
Людське око не може бачити інфрачервоне світло, і Хаббл може бачити тільки його частину. Вебб створений для цієї роботи.
Він буде пробиватися крізь пилові хмари для вивчення об’єктів у космосі, освітлених світлом в інфрачервоній області. Оскільки інфрачервона інформація також може розкривати фізичні властивості, Вебб визначить, чи присутні молекули, подібні до води, на далеких планетах. І це тільки початок.
Відкриття, які зробить Вебб, швидше за все, будуть про речі, про які ми навіть не думали питати.
“Ми вважаємо, що крихітні коливання температури, були насінням, яке в кінцевому підсумку виросло в галактики, – сказав Мазер. – Але оскільки ці зонди не були оснащені інфрачервоною візуалізацією, ми точно не знаємо, коли Всесвіт створив перші зірки і галактики – або як, якщо вже на те пішло. Для цього ми створили Вебба, щоб він допоміг відповісти”.
Специфікацій Вебба
Для отримання нефільтрованих даних міжнародна команда, яка створила космічний апарат, об’єднала багато приладів Вебба з високотехнологічними процесорами. Ось деякі особливості телескопа:
– Дзеркало Вебба: 6,5 метра в поперечнику, з 18 позолоченими шестикутними сегментами, які збирають інфрачервоне світло. НАСА називає це “легким відром”.
– Сонцезахисний козирок: п’ятишарова металева парасолька розміром з тенісний корт для захисту зонда від тепла Сонця, Землі і Місяця.
– Камера ближнього інфрачервоного діапазону (NIRCam): основний тепловізор Вебба, який буде виявляти найбільш раннє формування зірок і галактик.
– Спектрограф ближнього інфрачервоного діапазону (NIRSpec): цей інструмент допоможе дізнатися про фізичні властивості, такі як хімічний склад і температура галактичних тіл.
– Прилад середнього інфрачервоного діапазону (MIRI): виявлятиме об’єкти в середньому інфрачервоному діапазоні.
– Тепловізор ближнього інфрачервоного діапазону і безщільовий спектрограф (NIRISS): вважається, що цей прилад особливо корисний для виявлення екзопланет.
– Датчик точного наведення (FGS): використовується для навігації.
Дані, відправлені на Землю з космічного телескопа Джеймса Вебба, будуть негайно доступні дослідникам по всьому світу. Широке коло умів отримає можливість розгадати такі таємниці, як: чи існують зірки раннього Всесвіту, які звалилися в чорні діри, які ми раніше не вивчали? Чи є життя десь ще у Всесвіті? Чи існують планети за межами нашої галактики Чумацький шлях, що сприяють підтримці життя в майбутньому?
“Якщо ми побачимо ознаки термохімічної рівноваги, ми прийдемо до висновку, що планета занадто гаряча, щоб бути придатною для життя, – йдеться в заяві Ренью Ху, дослідника Лабораторії реактивного руху НАСА. – І навпаки, якщо ми не побачимо ознак термохімічної рівноваги, а також не побачимо ознак газу, розчиненого в океані рідкої води, ми б сприйняли це як явну ознаку населеності”.
Виконання безцінної місії
Величі цього телескопа дорівнює його складна і дорога послідовність розгортання. Запуск апарату ознаменував кульмінацію десятиліть проектування, планування та фінансування в розмірі понад 9,8 мільярда доларів.
Протягом наступних 30 днів після запуску, повільно розгортаючись зі своїх складок, схожих на орігамі, він вийде на орбіту навколо Сонця на відстані 1,5 мільйона кілометрів в так званій другій точці Лагранжа. Це місце особливе. Звідти Вебб має чіткий, безперервний огляд у космос, а його сонцезахисний козирок може захистити його від світла і тепла Землі, Сонця і Місяця.
НАСА заявила, що доведеться провести близько шести місяців інших операцій, таких як перевірка оптики та калібрування приладів Вебба, перш ніж приступити до виконання місії.
За матеріалами: CNet
