НАСА планира да ги објави првите снимки направени од вселенскиот телескоп Џејмс Веб (JWST) на 12 јули 2022 година. Тие ќе го означат почетокот на следната ера во астрономијата, бидејќи Веб - најголемиот вселенски телескоп некогаш изграден - ќе започне со собирање научни податоци кои ќе помогнат да се одговори на прашањата за најраните моменти од постоењето на универзумот и ќе им овозможат на астрономите да ги проучуваат егзопланетите подетално од некогаш порано. Но, беа потребни речиси осум месеци патување, поставување, тестирање и калибрација за да се осигура дека овој највреден телескоп е подготвен за ударниот термин.
Најмоќните простор телескопот, еднаш во орбитата, ќе гледа подалеку во вселената - а со тоа и поназад во времето - од која било претходна технологија, дозволувајќи им на астрономите да ги видат условите што постоеле непосредно по Големата експлозија.
Каде започнува сè за телескопот на НАСА?
Во нашата галаксија Млечен Пат, телескопот ќе истражува светови надвор од Сончевиот систем - екстрасоларни планети или егзопланети - со проучување на нивните атмосфери за знаци на живот, како што се органски молекули и вода.
По успешното лансирање на телескопот Џејмс Веб на 25 декември 2021 година, тимот го започна долгиот процес на негово преместување во последната орбитална позиција, расклопување на телескопот и, откако работите ќе се оладат, калибрирање на камерите и сензорите на бродот. Лансирањето помина без проблеми. Една од првите работи што научниците на НАСА ги забележаа е дека телескопот имал повеќе гориво од очекуваното за идните прилагодувања на неговата орбита. Ова ќе му овозможи на Веб да работи многу подолго од првичната 10-годишна цел на мисијата.
Првата задача на лунарното патување на Веб до неговата конечна локација во орбитата беше да го распореди телескопот. Се одвиваше без проблеми, почнувајќи со распоредувањето на штитникот за сонце кој помага да се лади телескопот. Потоа следеше усогласување на ретровизорите и вклучување на сензори. Камерите на Веби се ладеа, исто како што предвидуваа инженерите, а првиот инструмент што тимот го вклучи беше блиската инфрацрвена камера или NIRCam. NIRCam е дизајниран да ја проучува слабата инфрацрвена светлина што ја емитуваат најстарите ѕвезди или галаксии во универзумот. Но, што понатаму?
Исто така интересно:
Раниот универзум во инфрацрвениот опсег
Бидејќи на светлината и е потребно одредено време за да патува низ вселената, кога астрономите гледаат во објекти, тие всушност гледаат во минатото. На светлината од Сонцето и се потребни околу седум минути за да стигне до Земјата, па кога ќе го погледнеме Сонцето, го гледаме како што беше пред седум минути.
Ги гледаме далечните објекти какви што биле пред неколку векови или милениуми, а најоддалечените објекти и галаксии ги набљудуваме уште пред формирањето на Земјата, и додека да ги видиме, тие може да бидат суштински променети или дури и уништени.
JWST е толку моќен што ќе може да го набљудува универзумот како што постоел пред околу 13,6 милијарди години, 200 милиони години по периодот на почетната брза инфлација што го нарекуваме Биг Бенг. Ова е најстарото минато во кое погледнало човештвото. Она што го прави JWST толку моќна алатка за сликање на раниот универзум е тоа што ги спроведува своите набљудувања во инфрацрвениот регион на електромагнетниот спектар.
Како што светлината патува до нас од овие далечни извори, забрзаното ширење на универзумот ја протега таа светлина. Ова значи дека додека светлината од овие рани ѕвезди и галаксии е слична на онаа од блиските ѕвезди и галаксии, нејзината бранова должина се „поместува“ во инфрацрвениот регион на електромагнетниот спектар.
Најоддалечените и најстарите галаксии
Еден начин на кој опсерваторијата ќе ги идентификува раните галаксии е со набљудување на шесте најоддалечени и најсветли квазари. Квазарите се наоѓаат во центарот на активните галактички јадра (AGN) и се хранат од супермасивни црни дупки. Тие често се посветли од зрачењето на сите ѕвезди во галаксијата во која се наоѓаат, заедно.
Квазарите избрани од тимот на JWST се меѓу најсветлите, што значи дека црните дупки што ги хранат се исто така најмоќни, трошат - или подобро кажано, акредитираат - гас и прашина со најголема брзина. Тие генерираат огромни количини на енергија што го загреваат околниот гас и го туркаат нанадвор, создавајќи моќни млазови кои се пробиваат низ галаксиите во меѓуѕвездениот простор.
Покрај употребата на квазари, кои имаат забележлив ефект врз околните галаксии, за да ја разберат нивната еволуција, истражувачите на JWST ќе користат и квазари за проучување на периодот од историјата на универзумот наречен Ера на рејонизација. Тоа беше моментот кога универзумот стана најпроѕирен и дозволи светлината слободно да патува. Ова се случи бидејќи неутралниот гас во меѓугалактичкиот медиум стана наполнет или јонизиран.
JWST ќе го истражи ова со користење на светли квазари како позадински извори на светлина за да го проучува гасот помеѓу нас и квазарот. Набљудувајќи каква светлина се апсорбира од меѓуѕвездениот гас, истражувачите ќе можат да утврдат дали меѓуѕвездениот гас е неутрален или јонизиран.
100 галаксии одеднаш
Еден од инструментите што JWST ќе ги користи за набљудување на универзумот е Блискиот инфрацрвен спектрограф (NIRSpec). Овој инструмент нема да произведе визуелно зачудувачки слики од галаксиите што ги набљудува како широкоаголната слика на илјадници галаксии направена од вселенскиот телескоп Хабл (на сликата подолу). Наместо тоа, ќе обезбеди важни спектрографски информации за овие галаксии, овозможувајќи многу од нив да се видат одеднаш.
Спектрите на овие галаксии содржат многу информации, особено за хемискиот состав. Со проучување на овие состави, истражувачите ќе видат колку брзо галаксиите можат да го претворат својот состав на гас во ѕвезди и на тој начин подобро да ја разберат еволуцијата на универзумот.
За да се направи ова со потребната точност, потребно е блокирање на голема количина на светлина, а тоа обично значи проучување на еден објект во исто време. Некои од предметите што JWST има намера да ги проучува се толку оддалечени што нивната светлина е неверојатно слаба, што значи дека мора да се набљудуваат стотици часа за да се соберат доволно податоци за да се изгради спектрална слика.
За среќа, NIRSpec е опремен со четвртина милион поединечни прозорци со микроролетни со големина на човечка коса распоредени во шема на нафора. Тоа значи дека со прилагодување на шемата на овие ролетни, JWST ќе може да набљудува голем број на објекти во еден поглед за истовремено набљудување, а може да се програмира за секое поле на објекти на небото. Според проценките на НАСА, ова ќе му овозможи на NIRSpec истовремено да собира спектри од 100 опсерватории, нешто што ниеден друг спектроскоп досега не можеше да го направи.
Прочитајте исто така:
- 100 години квантна физика: од теории од 1920-тите до компјутерите
- 5 идни вселенски мисии за кои треба да размислите
Егзопланети со големина на Јупитер
Од средината на 1990-тите и откривањето на планета која орбитира околу ѕвезда слична на Сонцето, нашиот каталог на егзопланети се прошири и сега вклучува над 4 потврдени светови. Повеќето од овие светови, вклучувајќи ја егзопланетата 51 Пегаси б, откриена од швајцарскиот тим Мишел Мајор и Дидие Кало во 1995 година, се жешки Јупитери. Овие егзопланети орбитираат околу своите ѕвезди во непосредна близина, обично завршувајќи револуција за неколку часа, што го прави лесен за откривање со помош на техники за набљудување на егзопланети.
Овие светови се често плимно врзани за нивната ѕвезда, што значи дека едната страна, вечната дневна страна, е многу жешка. Впечатлив пример за таков свет е WASP-121b, неодамна забележан од спектроскопската камера на Хабл. Малку поголеми од Јупитер во нашиот Сончев систем, железото и алуминиумот испаруваат на дневната страна на оваа планета, а оваа пареа се носи до ноќната страна со суперсонични ветрови. Како што овие елементи се ладат, тие таложат како метален дожд, со можност дел од алуминиумот да се комбинира со други елементи и да таложи како течен рубин и сафирски тушеви.
Близината на овие џиновски планети до нивната матична ѕвезда може да предизвика плимните сили да им дадат облик на рагби топка. Што се случи со егзопланетата WASP-103b. Дел од улогата на JWST од неговата позиција на милион километри од Земјата ќе биде да ги проучува средини и атмосфери на овие агресивни планети.
Супер Земји
Друга категорија на егзопланети кои вселенскиот телескоп ќе ги користи за набљудување се таканаречените супер-Земји. Ова се светови кои можат да бидат 10 пати помасивни од Земјата, а сепак полесни од ледените џинови како Нептун или Уран.
Супер-Земјите не мора нужно да бидат карпести, како нашата планета, но може да се состојат од гас или дури и мешавина од гас и карпи. НАСА вели дека во опсег од 3 до 10 земјини маси, може да има широк спектар на планетарни состави, вклучувајќи водени светови, планети од снежни топки или планети кои, како Нептун, се составени главно од густ гас.
Првите две суперземји што ќе се најдат под радарот на JWST на НАСА ќе бидат покриени со лава 55 Cancri e, која се чини дека е карпеста планета оддалечена 41 светлосна година и LHS 3844b, која е двојно поголема од Земјата и се чини дека имаат карпеста површина, слична на Месечината, но без значајна атмосфера.
И двата света изгледаат прилично несоодветни за живот како што го знаеме, но други егзопланети на различни места во Млечниот Пат што ќе ги проучува JWST може да бидат поперспективни.
Исто така интересно:
- 10 најчудни работи што ги научивме за црните дупки во 2021 година
- Тераформирање на Марс: Дали Црвената планета може да се претвори во нова Земја?
TRAPPIST-1 систем
Во текот на првиот оперативен циклус, телескопот внимателно ќе го проучува системот TRAPPIST-1, кој се наоѓа на 41 светлосна година од Земјата. Она што го прави овој планетарен систем, откриен во 2017 година, необичен е фактот што неговите седум карпести светови постојат во зоната на активност на нивната ѕвезда, што го прави најголемиот потенцијално населив копнеен свет некогаш откриен.
Астрономите ја дефинираат зоната погодна за живот околу ѕвездата како област каде што температурата дозволува да постои течна вода. Бидејќи овој регион не е ниту премногу топол, ниту премногу студен за да постои течна вода, често се нарекува Зона на Злато.
Сепак, да се биде во оваа зона не значи дека планетата е погодна за живеење. И Венера и Марс се во зоната околу Сонцето и ниту една планета не може удобно да поддржува живот како што ние го разбираме поради различни услови. Планетарното друштво сугерира дека други фактори, како што се силата на сончевиот ветер, густината на планетата, доминацијата на големи месечини, ориентацијата на орбитата на планетата и ротацијата на планетата (или очигледниот недостаток) може да бидат клучни фактори за вселување.
Органски молекули и планетарно раѓање
Една од предностите на инфрацрвеното истражување на универзумот од страна на JWST на НАСА е способноста да ѕирне во густи и масивни облаци од меѓуѕвезден гас и прашина. Иако ова можеби не звучи многу возбудливо, изгледите стануваат многу попривлечни ако се земе предвид дека тоа се местата каде што се раѓаат ѕвездите и планетите и се нарекуваат ѕвездени расадници.
Овие области на просторот не можат да се забележат во спектарот на видливата светлина бидејќи содржината на прашина ги прави непроѕирни. Сепак, оваа прашина овозможува ширење на електромагнетното зрачење во опсегот на инфрацрвена бранова должина. Ова значи дека JWST ќе може да ги проучува густите области на овие облаци со гас и прашина додека тие колабираат и формираат ѕвезди.
Покрај тоа, вселенскиот телескоп ќе може да ги проучува и дисковите од прашина и гас кои ги опкружуваат младите ѕвезди и раѓаат планети. Не само што може да покаже како се формираат планети како оние во Сончевиот систем, вклучувајќи ја и Земјата, туку може да покаже и како органските молекули од витално значење за животот се распоредени во овие протопланетарни дискови.
И постои една ѕвездена градинка на која ќе работат истражувачи кои имаат време особено да го набљудуваат JWST.
Прочитајте исто така:
- Набљудување на Црвената планета: Историја на марсовските илузии
- Телепортацијата од научна гледна точка и нејзината иднина
Столбови на создавањето
Столбовите на создавањето се една од најсветлите и најубавите космички глетки што некогаш биле прикажани од човештвото. Вселенскиот телескоп Хабл, кој ги сними прекрасните снимки на Столбовите на создавањето (на сликата подолу), можеше да ѕирне длабоко во овие светлосни години високи кули од гас и прашина.
Лоцирани во маглината Орел и 6500 светлосни години од Земјата во соѕвездието Змија, непроѕирните столбови - Столбовите на создавањето - се места на интензивно формирање на ѕвезди. За да собере детали за процесите на раѓање на ѕвезди внатре во столбовите, Хабл ги набљудувал во оптичка и инфрацрвена светлина.
Инфрацрвената светлина е неопходна за да се набљудуваат процесите што се случуваат во столбовите на создавањето бидејќи, како и кај другите јасли, видливата светлина не може да навлезе во густата прашина на оваа емисиона маглина.
Хабл е оптимизиран за видлива светлина, но сепак успеа да направи неверојатни инфрацрвени снимки од столбовите, прикажувајќи некои од младите ѕвезди кои живеат во нив. Тоа е она што го возбуди тимот на JWST - нивниот моќен инфрацрвен вселенски телескоп ќе го открие овој фасцинантен регион од вселената.
Јупитер, неговите прстени и месечини
Една од целите на вселенскиот телескоп во Сончевиот систем ќе биде најголемата планета, гасниот џин Јупитер. Според НАСА, тим од повеќе од 40 истражувачи развиле програма за набљудување која ќе го проучува Јупитер, неговиот прстенест систем и неговите две месечини: Ганимед и Ио. Ова ќе биде едно од првите телескопски истражувања во Сончевиот систем, кое бара да се калибрира според осветленоста на гасниот џин, а исто така да може да го набљудува неговиот многу позатемнет прстенест систем.
Тимот на JWST кој ќе го набљудува Јупитер мора да го земе предвид и 10-часовниот ден на планетата. Ова ќе бара „спојување“ на одделни слики заедно за проучување на одреден регион на петтата планета што орбитира брзо подалеку од Сонцето, како што е Големата црвена дамка - најголемата бура во Сончевиот систем, доволно длабока и широка за да ја зафати целата Земја. .
Астрономите ќе се обидат подобро да ја разберат причината за флуктуациите на температурата на атмосферата над Големата црвена дамка, карактеристиките на извонредните слаби прстени на Јупитер и присуството на течен океан со солена вода под површината на месечината на Јупитер Ганимед.
Астероиди и објекти блиску до Земјата
Една од другите важни улоги што JWST ќе ја игра во Сончевиот систем е проучување на астероиди и други помали тела на системот во инфрацрвениот опсег. Студијата ќе го вклучи она што НАСА го класифицира како објекти блиску до Земјата (НЕО), а тоа се комети и астероиди кои се туркани од гравитациското повлекување на блиските планети во орбитите што им овозможуваат да влезат во соседството на Земјата.
JWST ќе спроведе набљудувања на астероиди и NEO во инфрацрвениот опсег, што не е можно од Земјината атмосфера користејќи телескопи базирани на земја или помалку моќни вселенски телескопи. Целта на овие проценки на астероиди ќе биде проучување на апсорпцијата и емисијата на светлина од површината на овие тела, што треба да помогне подобро да се разбере нивниот состав. JWST исто така ќе им овозможи на астрономите подобро да ги класифицираат формите на астероидите, нивната содржина на прашина и како тие испуштаат гас.
Проучувањето на астероидите е од витално значење за научниците кои сакаат да го разберат раѓањето на Сончевиот систем и неговите планети пред 4,5 милијарди години. Тоа е затоа што тие се составени од „некорумпирани“ материјали кои постоеле кога се формирале планетите кои избегале од гравитацијата на помалите тела кои формираат планети.
Заедно со проучувањето на раѓањето на планетите, ѕвездите и раните моменти на самите галаксии, оваа мисија уште еднаш покажува како JWST ќе реши некои од најфундаменталните мистерии на науката.
Што е следно?
Од 15 јуни 2022 година, сите инструменти на NASA Webb се напојувани и првите слики се направени. Дополнително, четири режими на сликање, три режими на временски серии и три спектроскопски режими се тестирани и сертифицирани, оставајќи само три преостанати. Како што веќе беше споменато, на 12 јули, НАСА планира да објави сет на закачки набљудувања кои ги илустрираат способностите на Веб. Тие ќе ја покажат убавината на сликите од вселената, како и ќе им дадат идеја на астрономите за квалитетот на податоците што ќе ги добијат.
По 12 јули, вселенскиот телескоп Џејмс Веб ќе започне целосно да работи на својата научна мисија. Деталниот распоред за следната година сè уште не е објавен, но астрономите ширум светот со нетрпение ги очекуваат првите податоци од најмоќниот вселенски телескоп некогаш изграден.
Можете да и помогнете на Украина да се бори против руските напаѓачи. Најдобар начин да го направите ова е да донирате средства за вооружените сили на Украина преку Савелифе или преку официјалната страница Bвезди.
Претплатете се на нашите страници во Twitter тоа Facebook.
Прочитајте исто така:
