Вселенскиот телескоп на НАСА/ЕСА/ЦСА Џејмс Веб често се нарекува наследник на вселенскиот телескоп Хабл на НАСА/ЕСА. Всушност, тоа е наследник на многу повеќе. Со вклучувањето на Средно-инфрацрвениот инструмент (МИРИ), Веб исто така успеа и со инфрацрвени вселенски телескопи како што се Вселенската инфрацрвена опсерваторија на ЕСА (ИСО) и вселенскиот телескоп Спицер на НАСА.
Во средниот инфрацрвен опсег, универзумот е многу различен од она што сме навикнати да го гледаме со нашите очи. Се протега од 3 до 30 микрометри, средното инфрацрвено открива небесни објекти со температури меѓу 30 и 700º C. Во овој режим, објектите што изгледаат темни на сликите со видлива светлина сега светат силно.
„Ова е многу интересен опсег на бранови должини во однос на хемијата што може да се направи и како можете да го разберете процесот на формирање на ѕвезди и што се случува во јадрата на галаксиите“, вели Џилијан Рајт, главен истражувач на европскиот конзорциум кој го развил Инструмент МИРИ. - Нашите први вистински средно-инфрацрвени погледи на вселената беа добиени со ISO, кој работеше од ноември 1995 до октомври 1998 година. Пристигнувајќи во орбитата во 2003 година, Спицер направи дополнителен напредок на слични бранови должини. И откритијата ИСО и Спицер ја истакнаа потребата за средно-инфрацрвени способности со поголеми површини за собирање за подобра чувствителност и аголна резолуција за да се одговори на многу важни прашања во астрономијата.
Џилијан и другите почнаа да сонуваат за инструмент кој може да го види средното инфрацрвено светло со живописни детали. За нивна несреќа, ЕСА и НАСА ги видоа пократките бранови должини на блиското инфрацрвено светло како примарна цел на Веб. ЕСА го предводеше развојот на близу инфрацрвен спектрометар наречен NIRSpec, додека НАСА имаше за цел да создаде термална слика наречена NIRCam.
Незакочени, кога ESA објави повик за апликации за проучување на својот близу инфрацрвен спектрометар, Џилијан и нејзините колеги видоа можност. „Водев тим кој испрати прилично храбар одговор. Тој рече дека ќе го проучуваме близу инфрацрвениот спектрограф, но ќе имаме и дополнителен канал кој ќе се занимава со сите овие научни студии со средно инфрацрвена боја. И претставивме научен случај зошто астрономијата со средна инфрацрвена светлина би била фантастична на Веб“, вели таа.
Иако нејзиниот тим не го доби тој конкретен договор, смелиот потег помогна да се подигне профилот на средно-инфрацрвената астрономија во Европа, а таа самата беше поканета да ги застапува тие научни интереси во друга студија на ЕСА која го испитува капацитетот на европската индустрија да изгради инфрацрвени инструменти. . Со поддршка на академски институции од цела Европа, дел од ова истражување беше посветен на инструменти во средниот инфрацрвен опсег.
Резултатите беа толку охрабрувачки, како и резултатите од паралелните студии предводени од САД, што интересот за таков уред стана уште поголем. Откако собраа меѓународна група на научници и инженери во Европа, подготвени и способни да го дизајнираат и изградат инструментот - и што е најважно, да соберат пари за тоа - Џилијан и нејзините колеги ги охрабрија и постепено ги убедија ЕСА и НАСА да го вклучат во Веб програма.
Проширувањето на европското лидерство на овој начин на работа на полето на меѓународната соработка со САД, до главната мисија на НАСА, каде културата на изработка на инструменти е толку различна, не беше загарантиран рецепт за успех. „Најголемиот страв беше дека оваа сложеност ќе биде најголемата закана за инструментот“, вели Хозе Лоренцо Алварез, менаџер на инструментот MIRI во ESA. Но, ризикот се исплатеше.
Покрај привлекувањето сопствени средства, конзорциумот доби уште едно предупредување: инструментот не треба да влијае на работните температури и оптиката на Веб. Со други зборови, телескопот ќе остане оптимизиран за блиски инфрацрвени инструменти, а MIRI ќе преземе се што може да добие. Ова ќе ги ограничи перформансите на инструментот над десет микрометри, но за Џилијан тоа беше мала цена.
Една од најголемите технолошки пречки беше тоа што MIRI мораше да работи на пониска температура од блиску инфрацрвените инструменти. Ова беше постигнато со помош на механизам за криоладил обезбеден од Лабораторијата за млазен погон на НАСА. За да биде чувствителен на средно-инфрацрвени бранови, MIRI работи на температура од околу -267°C.
Ова е пониско од просечната температура на површината на Плутон од околу 40 Келвини (-233°C). Случајно, ова е температурата на која работат другите инструменти и телескопот. Двете температури се екстремно ниски, но поради оваа разлика, топлината од телескопот сè уште ќе навлезе во MIRI штом ќе биде прикачен на телескопот, доколку тие не беа термички изолирани еден од друг.
Друг предизвик беше ограничениот простор на располагање за инструментот на телескопот. Ова беше уште потешко бидејќи MIRI требаше да биде ефективно два инструменти во еден - сликар и спектрометар. Ова бараше паметна дизајнерска работа.
Дури и откако инструментот беше завршен и доставен до НАСА за интеграција со остатокот од телескопот, тимот се соочи со уште повеќе предизвици.
На екстремно сложениот телескоп му требаше подолго време за да се изгради отколку што некој можеше да замисли, што значи дека MIRI и другите инструменти ќе мора да останат на Земјата многу подолго од првично планираното.
Потоа, на Божиќ 2021 година, носачот на ESA Ariane 5 го испорача леталото во орбитата со совршено лансирање. Во текот на следните недели и месеци, копнените тимови го подготвуваа телескопот и неговите инструменти и им ги предадоа на научниците. Заедно со другите инструменти, МИРИ сега испраќа податоци за кои научниците само сонувале.
Податоците од MIRI беа широко прикажани во најраните слики на Webb, вклучувајќи ги „планините“ и „долините“ на маглината Карина, интерактивната галаксиска група Стефан Квинтет и маглината Јужен прстен. Следните слики продолжија да го подигнуваат нивото и во однос на убавината и науката. Меѓутоа, бидејќи MIRI е толку голем чекор напред од кој било претходен средно-инфрацрвен инструмент, лентата исто така се подигнува во однос на можностите за интерпретација на сликата.
Но, ова е суштината на напредната наука, а астрономите веќе брзаат да развијат подетални компјутерски модели кои можат да им кажат повеќе за различните физички процеси кои предизвикуваат појава на податоци во средниот инфрацрвен опсег.
MIRI, заедно со другите алатки на Интернет, има потенцијал да го унапреди секое поле на астрономијата. Ова е вид на трансформативна наука што станува возможна само преку значително проширување на можностите. И тоа е одличен доказ за тимската работа и меѓународната соработка што влегоа во изградбата на телескопот воопшто, а особено на MIRI.
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.
Прочитајте исто така:
- Хабл забележал пар објекти Гербиг-Аро во соѕвездието Орион
- Телескопот Џејмс Веб ќе ги проучува егзопланетите погодни за живеење