NASA planifikon të publikojë imazhet e para të marra nga teleskopi hapësinor James Webb (JWST) më 12 korrik 2022. Ata do të shënojnë fillimin e epokës së ardhshme në astronomi, pasi Webb - teleskopi më i madh hapësinor i ndërtuar ndonjëherë - do të fillojë të mbledhë të dhëna shkencore që do të ndihmojnë për t'iu përgjigjur pyetjeve në lidhje me momentet më të hershme të ekzistencës së universit dhe do t'u lejojë astronomëve të studiojnë ekzoplanetët në detaje më të mëdha se kurrë më parë. Por u deshën gati tetë muaj udhëtim, konfigurim, testim dhe kalibrim për t'u siguruar që ky teleskop më i vlefshëm të ishte gati për kohën kryesore.
Më i fuqishmi hapësirë teleskopi, një herë në orbitë, do të shikojë më tej në hapësirë - dhe kështu më prapa në kohë - se çdo teknologji e mëparshme, duke i lejuar astronomët të shohin kushtet që ekzistonin menjëherë pas Big Bengut.
Ku fillon gjithçka për teleskopin e NASA-s?
Në galaktikën tonë Rruga e Qumështit, teleskopi do të eksplorojë botët jashtë sistemit diellor – planetët ekstradiellorë ose ekzoplanetët – duke studiuar atmosferat e tyre për shenja treguese të jetës, të tilla si molekulat organike dhe uji.
Pas lëshimit të suksesshëm të teleskopit James Webb më 25 dhjetor 2021, ekipi filloi procesin e gjatë të zhvendosjes së tij në pozicionin e tij përfundimtar orbital, duke çmontuar teleskopin dhe, pasi gjërat ishin ftohur, duke kalibruar kamerat dhe sensorët në bord. Nisja shkoi pa probleme. Një nga gjërat e para që vunë re shkencëtarët e NASA-s ishte se teleskopi kishte më shumë karburant sesa pritej për rregullimet e ardhshme në orbitën e tij. Kjo do t'i lejonte Webb-it të operonte shumë më gjatë se qëllimi fillestar 10-vjeçar i misionit.
Detyra e parë në udhëtimin hënor të Uebit në vendndodhjen e tij përfundimtare në orbitë ishte vendosja e teleskopit. Ai shkoi pa probleme, duke filluar me vendosjen e maskës së diellit që ndihmon në ftohjen e teleskopit. Pastaj ishte shtrirja e pasqyrave dhe përfshirja e sensorëve. Kamerat në Webby po ftoheshin, ashtu siç kishin parashikuar inxhinierët, dhe instrumenti i parë që skuadra ndezi ishte Kamera me rreze infra të kuqe afër, ose NIRCam. NIRCam është projektuar për të studiuar dritën e dobët infra të kuqe të emetuar nga yjet ose galaktikat më të vjetra në univers. Por çfarë më pas?
Gjithashtu interesante:
Universi i hershëm në rrezen infra të kuqe
Për shkak se drita merr një kohë të kufizuar për të udhëtuar nëpër hapësirë, kur astronomët shikojnë objektet, ata në fakt po shikojnë në të kaluarën. Dritës nga Dielli i duhen rreth shtatë minuta për të arritur në Tokë, kështu që kur e shikojmë Diellin, e shohim atë siç ishte shtatë minuta më parë.
Ne shohim objekte të largëta siç ishin shekuj ose mijëvjeçarë më parë, dhe ne vëzhgojmë objektet dhe galaktikat më të largëta edhe para formimit të Tokës, dhe në kohën kur i shohim ato, ato mund të ndryshojnë rrënjësisht apo edhe të shkatërrohen.
JWST është aq i fuqishëm sa do të jetë në gjendje të vëzhgojë universin siç ka ekzistuar rreth 13,6 miliardë vjet më parë, 200 milionë vjet pas periudhës së inflacionit fillestar të shpejtë që e quajmë Big Bang. Kjo është e kaluara më e lashtë në të cilën njerëzimi ka parë ndonjëherë. Ajo që e bën JWST një mjet kaq të fuqishëm për imazhin e universit të hershëm është se ai kryen vëzhgimet e tij në rajonin infra të kuqe të spektrit elektromagnetik.
Ndërsa drita udhëton drejt nesh nga këto burime të largëta, zgjerimi i përshpejtuar i universit e shtrin atë dritë. Kjo do të thotë se ndërsa drita nga këto yje dhe galaktika të hershme është e ngjashme me atë nga yjet dhe galaktikat e afërta, gjatësia e valës së saj "zhvendoset" në rajonin infra të kuqe të spektrit elektromagnetik.
Galaktikat më të largëta dhe më të vjetra
Një mënyrë që observatori do të identifikojë galaktikat e hershme është duke vëzhguar gjashtë kuazarët më të largët dhe më të ndritshëm. Kuazarët janë të vendosur në qendër të bërthamave aktive galaktike (AGN) dhe ushqehen nga vrimat e zeza supermasive. Ata janë shpesh më të shndritshëm se rrezatimi i të gjithë yjeve në galaktikën në të cilën ndodhen, të kombinuara.
Kuazarët e përzgjedhur nga ekipi JWST janë ndër më të ndriturit, që do të thotë se vrimat e zeza që i ushqejnë ato janë gjithashtu më të fuqishmet, duke konsumuar - ose më mirë akumulues - gaz dhe pluhur me shpejtësinë më të lartë. Ata gjenerojnë sasi të mëdha energjie që ngrohin gazin përreth dhe e shtyjnë atë jashtë, duke krijuar avionë të fuqishëm që shpërthejnë nëpër galaktika në hapësirën ndëryjore.
Përveç përdorimit të kuazarëve, të cilët kanë një efekt të dukshëm në galaktikat përreth, për të kuptuar evolucionin e tyre, studiuesit e JWST do të përdorin gjithashtu kuazarët për të studiuar një periudhë në historinë e universit të quajtur Epoka e Reionizimit. Ishte momenti kur universi u bë më transparent dhe lejoi që drita të udhëtonte lirshëm. Kjo ndodhi sepse gazi neutral në mjedisin ndërgalaktik u ngarkua ose u jonizua.
JWST do ta hetojë këtë duke përdorur kuazarë të shndritshëm si burime të dritës në sfond për të studiuar gazin midis nesh dhe kuazarit. Duke vëzhguar se çfarë drite përthithet nga gazi ndëryjor, studiuesit do të jenë në gjendje të përcaktojnë nëse gazi ndëryjor është neutral apo i jonizuar.
100 galaktika njëherësh
Një nga instrumentet që JWST do të përdorë për të vëzhguar universin është spektrografi infrakuq i afërt (NIRSpec). Ky instrument nuk do të prodhojë imazhe vizualisht mahnitëse të galaktikave që vëzhgon si imazhi me kënd të gjerë i mijëra galaktikave të marra nga Teleskopi Hapësinor Hubble (foto më poshtë). Në vend të kësaj, ai do të sigurojë informacion të rëndësishëm spektrografik rreth këtyre galaktikave, duke lejuar që shumë prej tyre të shihen menjëherë.
Spektrat e këtyre galaktikave përmbajnë shumë informacion, veçanërisht për përbërjen kimike. Duke studiuar këto përbërje, studiuesit do të shohin se sa shpejt galaktikat mund ta shndërrojnë përbërjen e tyre të gazit në yje, dhe kështu të kuptojnë më mirë evolucionin e universit.
Për ta bërë këtë me saktësinë e kërkuar kërkon bllokimin e një sasie të madhe drite, dhe kjo zakonisht nënkupton studimin e një objekti në të njëjtën kohë. Disa nga objektet që JWST synon të studiojë janë aq të largëta sa drita e tyre është tepër e zbehtë, që do të thotë se ato duhet të vëzhgohen për qindra orë për të mbledhur të dhëna të mjaftueshme për të ndërtuar një pamje spektrale.
Për fat të mirë, NIRSpec është i pajisur me një çerek milioni dritare individuale me mikroshkëlqime në madhësinë e një floku njeriu të rregulluar në një model vaferi. Kjo do të thotë se duke rregulluar modelin e këtyre blindave, JWST do të jetë në gjendje të vëzhgojë një numër të madh objektesh në një pamje për vëzhgim të njëkohshëm dhe është i programueshëm për çdo fushë të objekteve në qiell. Sipas vlerësimeve të NASA-s, kjo do të lejojë NIRSpec të mbledhë njëkohësisht spektra nga 100 observatorë, diçka që asnjë spektroskop tjetër nuk mund ta bënte më parë.
Lexoni gjithashtu:
- 100 vjet fizikë kuantike: nga teoritë e viteve 1920 te kompjuterët
- 5 misionet e ardhshme hapësinore për të menduar
Eksoplanetë me madhësinë e Jupiterit
Që nga mesi i viteve 1990 dhe zbulimi i një planeti që rrotullohet rreth një ylli të ngjashëm me Diellin, katalogu ynë i ekzoplaneteve është zgjeruar duke përfshirë tani mbi 4 botë të konfirmuara. Shumica e këtyre botëve, duke përfshirë ekzoplanetin 51 Pegasi b, të zbuluar nga ekipi zviceran i Michel Maior dhe Didier Calo në 1995, janë Jupiterë të nxehtë. Këta ekzoplanetë rrotullohen rreth yjeve të tyre në afërsi, duke përfunduar zakonisht një revolucion në disa orë, duke i bërë ato të lehta për t'u zbuluar duke përdorur teknikat e vëzhgimit të ekzoplaneteve.
Këto botë janë shpesh të lidhura në mënyrë të baticës me yllin e tyre, që do të thotë se njëra anë, ana e ditës së përjetshme, është shumë e nxehtë. Një shembull i mrekullueshëm i një bote të tillë është WASP-121b, i vëzhguar së fundmi nga kamera spektroskopike në bordin e Hubble. Pak më i madh se Jupiteri në sistemin tonë diellor, hekuri dhe alumini avullohen në anën e ditës të këtij planeti, dhe ky avull bartet në anën e natës nga erërat supersonike. Ndërsa këta elementë ftohen, ato precipitojnë si shi metalik, me mundësinë që një pjesë e aluminit mund të kombinohet me elementë të tjerë dhe të precipitojë si dushe të lëngët rubin dhe safir.
Afërsia e këtyre planetëve gjigantë me yllin e tyre mëmë mund të bëjë që forcat e baticës t'u japin atyre formën e një topi regbi. Çfarë ndodhi me ekzoplanetin WASP-103b. Një pjesë e rolit të JWST nga pozicioni i saj një milion km larg Tokës do të jetë studimi i mjediseve dhe atmosferave të këtyre planetëve agresivë.
Super Tokat
Një kategori tjetër ekzoplanetësh që teleskopi hapësinor do të përdorë për të vëzhguar janë të ashtuquajturat super-Tokat. Këto janë botë që mund të jenë 10 herë më masive se Toka, por më të lehta se gjigantët e akullit si Neptuni ose Urani.
Super-Tokat nuk duhet domosdoshmërisht të jenë shkëmbore, si planeti ynë, por mund të përbëhen nga gaz apo edhe një përzierje gazi dhe shkëmbi. NASA thotë se në rangun nga 3 deri në 10 masat e Tokës, mund të ketë një shumëllojshmëri të gjerë të përbërjeve planetare, duke përfshirë botët e ujit, planetët e topave të borës ose planetët që, si Neptuni, përbëhen kryesisht nga gaz i dendur.
Dy super-tokat e para që do të vihen nën radarin e JWST të NASA-s do të jenë të mbuluara me lavë 55 Cancri e, i cili duket të jetë një planet shkëmbor 41 vite dritë larg dhe LHS 3844b, i cili është dy herë më i madh se Toka dhe duket se kanë një sipërfaqe shkëmbore, të ngjashme me hënën, por pa një atmosferë domethënëse.
Të dyja këto botë duken mjaft të papërshtatshme për jetën siç e njohim ne, por ekzoplanetë të tjerë në vende të ndryshme në Rrugën e Qumështit që do të studiohen nga JWST mund të jenë më premtues.
Gjithashtu interesante:
- 10 gjërat më të çuditshme që mësuam për vrimat e zeza në 2021
- Marsi Terraforming: A mund të kthehet Planeti i Kuq në një Tokë të re?
Sistemi TRAPPIST-1
Gjatë ciklit të parë operacional, teleskopi do të studiojë nga afër sistemin TRAPPIST-1, i vendosur 41 vite dritë nga Toka. Ajo që e bën të pazakontë këtë sistem planetar, të zbuluar në vitin 2017, është fakti se shtatë botët e tij shkëmbore ekzistojnë në zonën e aktivitetit të yllit të tyre, duke e bërë atë botën më të madhe tokësore potencialisht të banueshme të zbuluar ndonjëherë.
Astronomët e përcaktojnë zonën e banueshme rreth një ylli si rajonin ku temperatura lejon që uji i lëngshëm të ekzistojë. Për shkak se ky rajon nuk është as shumë i nxehtë dhe as shumë i ftohtë për të ekzistuar uji i lëngshëm, shpesh quhet Zona e Goldilocks.
Megjithatë, të qenit në këtë zonë nuk do të thotë se planeti është i banueshëm. Si Venusi ashtu edhe Marsi janë brenda zonës rreth Diellit dhe asnjë planet nuk mund të mbështesë rehat jetën siç e kuptojmë ne për shkak të kushteve të tjera. Shoqëria Planetare sugjeron që faktorë të tjerë, si forca e erës diellore, dendësia e planetit, mbizotërimi i hënave të mëdha, orientimi i orbitës së planetit dhe rrotullimi i planetit (ose mungesa e dukshme e tij) mund të jenë faktorë kyç. për banueshmëri.
Molekulat organike dhe lindja planetare
Një nga avantazhet e sondazhit infra të kuqe të universit nga JWST i NASA-s është aftësia për të parë retë e dendura dhe masive të gazit dhe pluhurit ndëryjor. Edhe pse kjo mund të mos tingëllojë shumë emocionuese, perspektiva bëhet shumë më tërheqëse kur mendoni se këto janë vendet ku lindin yjet dhe planetët dhe quhen çerdhe yjore.
Këto zona të hapësirës nuk mund të vëzhgohen në spektrin e dritës së dukshme, sepse përmbajtja e pluhurit i bën ato të errëta. Megjithatë, ky pluhur lejon përhapjen e rrezatimit elektromagnetik në intervalin e gjatësisë së valës infra të kuqe. Kjo do të thotë se JWST do të jetë në gjendje të studiojë rajonet e dendura të këtyre reve të gazit dhe pluhurit ndërsa ato shemben dhe formojnë yje.
Përveç kësaj, teleskopi hapësinor do të jetë gjithashtu në gjendje të studiojë disqet e pluhurit dhe gazit që rrethojnë yjet e rinj dhe lindin planetë. Jo vetëm që mund të tregojë se si formohen planetë si ata në Sistemin Diellor, duke përfshirë Tokën, por gjithashtu mund të tregojë se si molekulat organike jetike për jetën shpërndahen brenda këtyre disqeve protoplanetare.
Dhe ka një çerdhe yjore që do të punohet nga studiues që kanë kohë për të vëzhguar në veçanti JWST.
Lexoni gjithashtu:
- Vëzhgimi i Planetit të Kuq: Një histori e iluzioneve marsiane
- Teleportimi nga pikëpamja shkencore dhe e ardhmja e tij
Shtyllat e krijimit
Shtyllat e Krijimit janë një nga pamjet më të ndritshme dhe më të bukura kozmike të përshkruara ndonjëherë nga njerëzimi. Teleskopi Hapësinor Hubble, i cili kapi imazhet e bukura të Shtyllave të Krijimit (foto më poshtë), ishte në gjendje të shikonte thellë në këto kulla gazi dhe pluhuri të larta prej një viti dritë.
Të vendosura në Mjegullnajën Eagle dhe 6500 vite dritë nga Toka në yjësinë Gjarprin, kolonat e errëta - Shtyllat e Krijimit - janë vende të formimit intensiv të yjeve. Për të mbledhur detaje të proceseve të lindjes së yjeve brenda shtyllave, Hubble i vëzhgoi ato në dritën optike dhe infra të kuqe.
Drita infra e kuqe është e nevojshme për të vëzhguar proceset që ndodhin brenda Shtyllave të Krijimit, sepse, si me grazhdët e tjerë, drita e dukshme nuk mund të depërtojë në pluhurin e dendur të kësaj mjegullnaje emetuese.
Hubble është optimizuar për dritën e dukshme, por megjithatë arriti të marrë imazhe mahnitëse infra të kuqe të shtyllave, duke treguar disa nga yjet e rinj që jetojnë brenda tyre. Kjo është ajo që e emocionoi ekipin JWST – teleskopi i tyre i fuqishëm hapësinor infra të kuqe do të zbulonte këtë rajon magjepsës të hapësirës.
Jupiteri, unazat dhe satelitët e tij
Një nga objektivat e teleskopit hapësinor në sistemin diellor do të jetë planeti më i madh, gjigandi i gazit Jupiteri. Sipas NASA-s, një ekip prej më shumë se 40 studiuesish ka zhvilluar një program vëzhgimi që do të studiojë Jupiterin, sistemin e tij unazor dhe dy hënat e tij: Ganymede dhe Io. Ky do të jetë një nga sondazhet e para të teleskopit në Sistemin Diellor, duke kërkuar që ai të kalibrohet kundrejt shkëlqimit të gjigantit të gazit, duke qenë gjithashtu në gjendje të vëzhgojë sistemin e tij të unazës shumë më të zbehtë.
Ekipi JWST që do të vëzhgojë Jupiterin duhet të marrë parasysh edhe ditën 10-orëshe të planetit. Kjo do të kërkonte "qepjen" e imazheve të veçanta së bashku për të studiuar një rajon të veçantë të planetit të pestë që orbiton me shpejtësi larg Diellit, siç është Njolla e Kuqe e Madhe - stuhia më e madhe në Sistemin Diellor, e thellë dhe mjaft e gjerë për të përfshirë të gjithë Tokën. .
Astronomët do të përpiqen të kuptojnë më mirë arsyen e luhatjeve të temperaturës së atmosferës mbi Njollën e Madhe të Kuqe, karakteristikat e unazave të jashtëzakonshme të zbehta të Jupiterit, si dhe praninë e një oqeani të lëngshëm me ujë të kripur nën sipërfaqen e Jupiterit. hëna Ganymede.
Asteroidë dhe objekte afër Tokës
Një nga rolet e tjera të rëndësishme që JWST do të luajë në Sistemin Diellor është studimi i asteroideve dhe trupave të tjerë më të vegjël të Sistemit në rrezen infra të kuqe. Studimi do të përfshijë ato që NASA i klasifikon si Objekte Pranë Tokës (NEO), të cilat janë kometa dhe asteroidë që janë shtyrë nga tërheqja gravitacionale e planetëve të afërt në orbita që i lejojnë ata të hyjnë në fqinjësinë e Tokës.
JWST do të kryejë vëzhgime të asteroidëve dhe NEO-ve në rrezen infra të kuqe, gjë që nuk është e mundur nga atmosfera e Tokës duke përdorur teleskopë me bazë tokësore ose teleskopë më pak të fuqishëm të bazuar në hapësirë. Qëllimi i këtyre vlerësimeve të asteroideve do të jetë studimi i përthithjes dhe emetimit të dritës nga sipërfaqja e këtyre trupave, gjë që duhet të ndihmojë për të kuptuar më mirë përbërjen e tyre. JWST gjithashtu do t'i lejojë astronomët të klasifikojnë më mirë format e asteroidëve, përmbajtjen e tyre të pluhurit dhe mënyrën se si lëshojnë gaz.
Studimi i asteroidëve është jetik për shkencëtarët që kërkojnë të kuptojnë lindjen e Sistemit Diellor dhe planetëve të tij 4,5 miliardë vjet më parë. Kjo për shkak se ato janë të përbëra nga materiale "të pakorruptuara" që ekzistonin kur po formoheshin planetët që i shpëtuan gravitetit të trupave më të vegjël që formonin planetë.
Së bashku me studimin e lindjes së planetëve, yjeve dhe momenteve të hershme të vetë galaktikave, ky mision tregon edhe një herë se si JWST do të zgjidhë disa nga misteret më themelore të shkencës.
Ç'pritet më tej?
Që nga 15 qershori 2022, të gjitha instrumentet e NASA Webb janë ndezur dhe imazhet e para janë marrë. Për më tepër, katër mënyra imazhi, tre mënyra të serive kohore dhe tre mënyra spektroskopike janë testuar dhe certifikuar, duke lënë vetëm tre të mbetura. Siç është përmendur tashmë, më 12 korrik, NASA planifikon të publikojë një grup vëzhgimesh ngacmuese që ilustrojnë aftësitë e Webb. Ata do të tregojnë bukurinë e imazheve të hapësirës, si dhe do t'u japin astronomëve një ide për cilësinë e të dhënave që do të marrin.
Pas 12 korrikut, teleskopi hapësinor James Webb do të fillojë të punojë plotësisht në misionin e tij shkencor. Orari i detajuar për vitin e ardhshëm nuk është publikuar ende, por astronomët në mbarë botën po presin me padurim të dhënat e para nga teleskopi më i fuqishëm hapësinor i ndërtuar ndonjëherë.
Ju mund ta ndihmoni Ukrainën të luftojë kundër pushtuesve rusë. Mënyra më e mirë për ta bërë këtë është të dhuroni fonde për Forcat e Armatosura të Ukrainës përmes Savelife ose përmes faqes zyrtare NBU.
Abonohuni në faqet tona në Twitter që Facebook.
Lexoni gjithashtu: