Рождественский запуск космического телескопа Джеймса Уэбба после многих отсрочек и задержек знаменует новую эпоху в изучении Вселенной. Этот революционный аппарат отправился в космос на борту ракеты Ariane 5. Амбициозный преемник телескопа Хаббла стартовал из Южной Америки и обещает навсегда изменить наши знания о Вселенной.
«Двадцать лет моей жизни будут посвящены этому моменту», — сказал Марк Войтон, менеджер по интеграции обсерватории Вебба и испытаний в центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелт, штат Мэриленд. Но после запуска, который прошел «точно так, как ожидалось», по данным наземного управления, взрыв восторженных аплодисментов в центре управления полетами приветствовал следующую эпоху астрономии.
Вооруженный беспрецедентной мощностью инфракрасного фотографирования, интегрированного с самым современным оборудованием, Уэбб преодолеет расстояние в 1,6 миллиона километров от Земли, чтобы предоставить нам доступ до самых глубоких, темных и древних секретов космоса.
Оснащение телескопа позволит заглянуть в космические темные века и задокументировать первые проблески света, которые заполнили Вселенную. С этим аппаратом мы сможем увидеть, как звезды формируются за облаками пыли, в которые не смог проникнуть телескоп Хаббл. Новый инструмент также покажет сверхмассивные черные дыры с беспрецедентной точностью, обнаружит невидимые галактики и начнет каталогизировать планетные системы в поисках обитаемых экзопланет.
В то время как другие космические зонды, такие как исследователь космического фона 1989 года, технически изучили большее расстояние во Вселенной, чем Уэбб, этот телескоп создали разработан не для того, чтобы увидеть начало Вселенной. «Он для того, чтобы увидеть период истории Вселенной, какой мы еще не видели», — сказал Джон Мазер, старший научный сотрудник проекта космического телескопа Джеймса Вебба.
Временная шкала Вселенной. Уэбб предложит нам доступ к региону к тому, что ученые называют космическими темными веками Вселенной.
Подумайте об этом как о разнице между взглядами на звезды из освещенного Нью-Йорка, а затем из темной лесной долины. Стоя в тени густой зелени, вы увидите еще мириады искр, даже если вы смотрите на то же самое небо — вы просто смотрите на него без светового загрязнения.
Представьте себе объектив, который может смотреть в глубины космоса без фильтра. Однажды Уэбб мог бы даже помочь нам ответить на потенциально страшный вопрос: Одиноки ли мы во Вселенной?
Каждый раз, когда вы смотрите на Луну, вы оглядываетесь назад во времени, потому что свет распространяется не мгновенно. Чем дальше источник света, тем больше времени требуется, чтобы его свет достиг вас.
Если кто-то встал на Луне и включил лампочку, это займет 1,3 секунды, чтобы увидеть его на Земле. По сути, каждый раз, когда Лунный свет достигает вашего глаза, вы оглядываетесь назад во времени на 1,3 секунды. И это всего лишь Луна, находящаяся на расстоянии около 384 400 километров.
Космический телескоп Джеймса Вебба может заглядывать гораздо дальше в глубокий космос, на расстояние около 13,7 миллиарда световых лет, что означает, что он может заглянуть на 13,7 миллиарда лет назад во времени. Это всего через 100 миллионов лет после рождения Вселенной.
В поисках разгадки того, что произошло сразу после Большого взрыва, он будет использовать природные космические фонарики, называемые квазарами, чтобы наблюдать за развитием эпохи. Считается, что квазары питаются от сверхмассивных черных дыр, они живут в центрах галактик и излучают невероятно яркий свет.
«Если вы хотите изучать Вселенную, вам нужны очень яркие фоновые источники, — сказала Камилла Пасіфікі, которая связана с канадским космическим агентством и работает специалистом по приборов в научном институте космического телескопа в Балтиморе. — Квазар-идеальный объект в далекой Вселенной, потому что он достаточно яркий, чтобы мы могли его очень хорошо видеть».
Благодаря длинному списку высокоинтенсивного оборудования Уэбб не будет просто фотографировать далекую Вселенную как есть.
Инфракрасные сигнатуры
Возможно, самой важной особенностью Вебба является его возможности восприятия инфракрасного излучения. Это основная причина, по которой он может запечатлеть такие богатые, нефильтрованные проблески древней Вселенной.
Поскольку космические тела удаляются от Земли вместе с остальными ткани космоса, свет, что освещает их, одновременно растягивается, что приводит к явлению, что называется красным смещением.
По мере расширения Вселенной длины волн синего света квазаров медленно растягиваются и они становятся краснее. Как только эти длины волн окажутся далеко на красном конце спектра, они войдут в так называемую область инфракрасного излучения.
Человеческий глаз не может видеть инфракрасный свет, и Хаббл может видеть только его часть. Вебб создан для этой работы.
Он будет пробиваться сквозь пылевые облака для изучения объектов в космосе, освещенных светом в инфракрасной области. Поскольку инфракрасная информация также может раскрывать физические свойства, Уэбб определит, присутствуют ли молекулы, подобные воде, на далеких планетах. И это только начало.
Открытия, которые сделает Уэбб, скорее всего, будут о вещах, о которых мы даже не думали спрашивать.
«Мы считаем, что крошечные колебания температуры были семенами, которые в конечном итоге выросли в галактики», — сказал Мазер. — Но поскольку эти зонды не были оснащены инфракрасной визуализацией, мы точно не знаем, когда Вселенная создала первые звезды и галактики-или как, если уж на то пошло. Для этого мы создали Уэбба, чтобы он помог ответить».
Спецификации Вебба
Для получения нефильтрованных данных международная команда, создавшая космический аппарат, объединила многие приборы Уэбба с высокотехнологичными процессорами. Вот некоторые особенности телескопа:
— Зеркало Уэбба: 6,5 метра в поперечнике, с 18 позолоченными шестиугольными сегментами, которые собирают инфракрасный свет. НАСА называет это»легким ведром».
— Солнцезащитный козырек: пятислойная металлическая зонт размером с теннисный корт для защиты зонда от тепла Солнца, Земли и Луны.
— Камера ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam): основной тепловизор Уэбба, который будет обнаруживать наиболее раннее формирование звезд и галактик.
— Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec): этот инструмент поможет узнать о физических свойствах, таких как химический состав и температура галактических тел.
— Прибор среднего инфракрасного диапазона (MIRI): будет обнаруживать объекты в среднем инфракрасном диапазоне.
— Тепловизор ближнего инфракрасного диапазона и бесщелевой спектрограф (NIRISS): считается, что этот прибор особенно полезен для обнаружения экзопланет.
— Датчик точного наведения (FGS): используется для навигации.
Данные, отправленные на Землю с космического телескопа Джеймса Уэбба, будут немедленно доступны исследователям по всему миру. Широкий круг умов получит возможность разгадать такие тайны, как: существуют ли звезды ранней Вселенной, которые рухнули в черные дыры, которые мы раньше не изучали? Есть ли жизнь где-то еще во Вселенной? Существуют ли планеты за пределами нашей галактики Млечный Путь, способствующие поддержанию жизни в будущем?
«Если мы увидим признаки термохимической равновесия, мы придем к выводу, что планета слишком горячая, чтобы быть пригодной для жизни, — говорится в заявлении Ренью Ху, исследователя Лаборатории реактивного движения НАСА. — И наоборот, если мы не увидим признаков термохимической равновесия, а также не увидим признаков газа, растворенного в океане жидкой воды, мы бы восприняли это как явный признак обитаемости».
Выполнение бесценной миссии
Величию этого телескопа равна его сложная и дорогостоящая последовательность развертывания. Запуск аппарата ознаменовал кульминацию десятилетий проектирования, планирования и финансирования в размере более 9,8 миллиарда долларов.
В течение следующих 30 дней после запуска, медленно разворачиваясь из своих складок, похожих на оригами, он выйдет на орбиту вокруг Солнца на расстоянии 1,5 миллиона километров в так называемой второй точке Лагранжа. Это место особенное. Оттуда Уэбб имеет четкий, непрерывный обзор в космос, а его солнцезащитный козырек может защитить его от света и тепла Земли, Солнца и Луны.
НАСА заявила, что придется провести около шести месяцев прочих операций, таких как проверка оптики и калибровки приборов Вебба, прежде чем приступить к выполнению миссии.
По материалам: CNet
