NASA, James Webb Uzay Teleskobu (JWST) tarafından çekilen ilk görüntüleri 12 Temmuz 2022'de yayınlamayı planlıyor. Şimdiye kadar yapılmış en büyük uzay teleskobu olan Webb, evrenin varlığının ilk anlarıyla ilgili soruları yanıtlamaya yardımcı olacak ve astronomların ötegezegenleri olduğundan daha ayrıntılı olarak incelemesine yardımcı olacak bilimsel verileri toplamaya başlayacağı için astronomide bir sonraki çağın başlangıcını işaretleyecekler. Daha önce hiç. Ancak bu en değerli teleskopun prime time için hazır olmasını sağlamak yaklaşık sekiz ay süren seyahat, kurulum, test ve kalibrasyon aldı.
En güçlü Uzay teleskop, yörüngeye girdikten sonra, önceki teknolojilerden daha fazla uzaya ve dolayısıyla zamanda daha geriye bakacak ve astronomların Büyük Patlama'dan kısa bir süre sonra var olan koşulları görmelerini sağlayacak.
NASA'nın teleskopu için her şey nerede başlıyor?
Samanyolu galaksimizde, teleskop, organik moleküller ve su gibi yaşam belirtileri için atmosferlerini inceleyerek güneş sistemi dışındaki dünyaları - güneş dışı gezegenler veya ötegezegenler - keşfedecek.
James Webb Teleskobu'nun 25 Aralık 2021'de başarılı bir şekilde fırlatılmasının ardından ekip, teleskopu son yörünge konumuna taşımak, teleskopu sökmek ve işler soğuduktan sonra kameraları ve sensörleri kalibre etmek için uzun bir sürece başladı. Lansman sorunsuz geçti. NASA bilim adamlarının fark ettiği ilk şeylerden biri, teleskopun yörüngesinde gelecekteki ayarlamalar için beklenenden daha fazla yakıtın kalmasıydı. Bu, Webb'in misyonun orijinal 10 yıllık hedefinden çok daha uzun süre çalışmasına izin verecektir.
Webb'in yörüngedeki son konumuna ay yolculuğundaki ilk görevi, teleskopu yerleştirmekti. Teleskopu soğutmaya yardımcı olan güneş siperliğinin açılmasıyla başlayarak, sorunsuz gitti. Sonra aynaların hizalanması ve sensörlerin dahil edilmesi vardı. Webby'deki kameralar, mühendislerin tahmin ettiği gibi soğuyordu ve ekibin açtığı ilk araç, Yakın Kızılötesi Kamera veya NIRCam'dı. NIRCam, evrendeki en eski yıldızların veya galaksilerin yaydığı zayıf kızılötesi ışığı incelemek için tasarlanmıştır. Ama sonra ne olacak?
Ayrıca ilginç:
Kızılötesi aralıktaki erken evren
Işığın uzayda seyahat etmesi sınırlı bir zaman aldığından, gökbilimciler nesnelere baktıklarında aslında geçmişe bakıyorlar. Güneş'ten gelen ışığın Dünya'ya ulaşması yaklaşık yedi dakika sürer, dolayısıyla Güneş'e baktığımızda onu yedi dakika önceki haliyle görürüz.
Uzak nesneleri yüzyıllar ya da bin yıl önceki halleriyle görürüz ve en uzak nesneleri ve galaksileri Dünya'nın oluşumundan önce bile gözlemleriz ve onları gördüğümüzde, bunlar temelden değişebilir, hatta yok edilebilirler.
JWST o kadar güçlü ki, evreni yaklaşık 13,6 milyar yıl önce, Büyük Patlama dediğimiz ilk hızlı enflasyon döneminden 200 milyon yıl sonra var olduğu şekliyle gözlemleyebilecek. Bu, insanlığın şimdiye kadar baktığı en eski geçmiştir. JWST'yi erken evreni görüntülemek için bu kadar güçlü bir araç yapan şey, gözlemlerini elektromanyetik spektrumun kızılötesi bölgesinde yürütmesidir.
Işık bu uzak kaynaklardan bize doğru yol alırken, evrenin hızlanan genişlemesi o ışığı uzatır. Bu, bu erken yıldızlardan ve galaksilerden gelen ışığın yakındaki yıldızlardan ve galaksilerden gelen ışıkla benzer olmasına rağmen, dalga boyunun elektromanyetik spektrumun kızılötesi bölgesine "kaydığı" anlamına gelir.
En uzak ve en eski galaksiler
Gözlemevinin erken galaksileri tanımlamasının bir yolu, en uzak ve en parlak altı kuasarın gözlemlenmesidir. Kuasarlar, aktif galaktik çekirdeklerin (AGN) merkezinde bulunur ve süper kütleli kara delikler tarafından beslenir. Genellikle bulundukları galaksideki tüm yıldızların toplam radyasyonundan daha parlaktırlar.
JWST ekibi tarafından seçilen kuasarlar en parlaklar arasında yer alıyor, bu da onları besleyen kara deliklerin aynı zamanda en güçlü, en yüksek oranda tüketen – daha doğrusu toplayan – gaz ve toz olduğu anlamına geliyor. Çevredeki gazı ısıtan ve onu dışarı doğru iten muazzam miktarda enerji üretirler, galaksilerden yıldızlararası uzaya fırlayan güçlü jetler yaratırlar.
JWST araştırmacıları, çevredeki galaksiler üzerinde gözle görülür bir etkiye sahip olan kuasarları evrimlerini anlamak için kullanmanın yanı sıra, evrenin tarihinde Yeniden İyonlaşma Çağı olarak adlandırılan bir dönemi incelemek için kuasarları da kullanacaklar. Evrenin en şeffaf hale geldiği ve ışığın özgürce dolaşmasına izin verdiği an buydu. Bunun nedeni, galaksiler arası ortamdaki nötr gazın şarj olması veya iyonlaşmasıdır.
JWST, bizimle kuasar arasındaki gazı incelemek için arka plan ışık kaynakları olarak parlak kuasarları kullanarak bunu araştıracak. Araştırmacılar, yıldızlararası gaz tarafından hangi ışığın emildiğini gözlemleyerek, yıldızlararası gazın nötr mü yoksa iyonize mi olduğunu belirleyebilecekler.
100 galaksi aynı anda
JWST'nin evreni gözlemlemek için kullanacağı araçlardan biri Yakın Kızılötesi Spektrografıdır (NIRSpec). Bu alet, Hubble Uzay Teleskobu tarafından alınan binlerce gökadanın geniş açılı görüntüsü gibi gözlemlediği gökadaların görsel olarak çarpıcı görüntülerini üretmeyecektir (aşağıdaki resimde). Bunun yerine, bu galaksiler hakkında önemli spektrografik bilgiler sunacak ve birçoğunun aynı anda görülmesine izin verecektir.
Bu galaksilerin spektrumları, özellikle kimyasal bileşim hakkında birçok bilgi içerir. Araştırmacılar, bu bileşimleri inceleyerek, galaksilerin gaz bileşimlerini ne kadar hızlı bir şekilde yıldızlara dönüştürebildiğini görecek ve böylece evrenin evrimini daha iyi anlayacaklar.
Bunu gerekli doğrulukta yapmak için büyük miktarda ışığın engellenmesi gerekir ve bu genellikle bir seferde bir nesneyi incelemek anlamına gelir. JWST'nin incelemeyi amaçladığı bazı nesneler o kadar uzak ki, ışıkları inanılmaz derecede loş, yani spektral bir resim oluşturmak için yeterli veri toplamak için yüzlerce saat gözlemlenmeleri gerekiyor.
Neyse ki, NIRSpec, bir gofret deseninde düzenlenmiş, insan saçı boyutunda mikro panjurlu çeyrek milyon bireysel pencere ile donatılmıştır. Bu, bu panjurların düzenini ayarlayarak, JWST'nin eşzamanlı gözlem için tek bir görünümde çok sayıda nesneyi gözlemleyebileceği ve gökyüzündeki herhangi bir nesne alanı için programlanabileceği anlamına gelir. NASA tahminlerine göre bu, NIRSpec'in daha önce başka hiçbir spektroskopun yapamayacağı bir şey olan 100 gözlemevinden aynı anda spektrum toplamasına izin verecek.
Ayrıca okuyun:
- Kuantum Fiziğinin 100 Yılı: 1920'lerin Teorilerinden Bilgisayarlara
- Düşünülmesi gereken 5 gelecekteki uzay görevi
Jüpiter büyüklüğünde ötegezegenler
1990'ların ortalarından ve Güneş benzeri bir yıldızın yörüngesinde dönen bir gezegenin keşfinden bu yana, ötegezegen kataloğumuz şimdi 4'den fazla onaylanmış dünyayı içerecek şekilde genişledi. 51 yılında İsviçreli Michel Maior ve Didier Calo ekibi tarafından keşfedilen dış gezegen 1995 Pegasi b de dahil olmak üzere bu dünyaların çoğu sıcak Jüpiter'lerdir. Bu ötegezegenler yıldızlarının yörüngesinde yakın bir şekilde dönerler, tipik olarak birkaç saat içinde bir devrimi tamamlarlar ve dış gezegen gözlem teknikleri kullanılarak tespit edilmelerini kolaylaştırır.
Bu dünyalar genellikle yıldızlarına gelgitle bağlıdır, bu da bir tarafın, sonsuz gün tarafının çok sıcak olduğu anlamına gelir. Böyle bir dünyanın çarpıcı bir örneği, yakın zamanda Hubble'daki spektroskopik kamera tarafından gözlemlenen WASP-121b'dir. Güneş sistemimizde Jüpiter'den biraz daha büyük olan demir ve alüminyum bu gezegenin gündüz tarafında buharlaşır ve bu buhar süpersonik rüzgarlarla gece tarafına taşınır. Bu elementler soğudukça metalik yağmur olarak çökerler, alüminyumun bir kısmının diğer elementlerle birleşip sıvı yakut ve safir yağmurları olarak çökelme olasılığı vardır.
Bu dev gezegenlerin ana yıldızlarına yakınlığı, gelgit kuvvetlerinin onlara bir rugby topu şekli vermesine neden olabilir. Dış gezegen WASP-103b'ye ne oldu. JWST'nin Dünya'dan bir milyon km uzaktaki konumundan itibaren rolünün bir kısmı, bu agresif gezegenlerin ortamlarını ve atmosferlerini incelemek olacaktır.
Süper Dünyalar
Uzay teleskobunun gözlemlemek için kullanacağı bir başka ötegezegen kategorisi, sözde süper-Dünyalardır. Bunlar, Dünya'dan 10 kat daha büyük olabilen, ancak Neptün veya Uranüs gibi buz devlerinden daha hafif olabilen dünyalardır.
Süper Dünyalar, gezegenimiz gibi mutlaka kayalık olmak zorunda değildir, ancak gazdan veya hatta gaz ve kaya karışımından oluşabilir. NASA, 3 ila 10 Dünya kütlesi aralığında, su dünyaları, kartopu gezegenleri veya Neptün gibi çoğunlukla yoğun gazdan oluşan gezegenler dahil olmak üzere çok çeşitli gezegen kompozisyonları olabileceğini söylüyor.
NASA'nın JWST'sinin radarı altına giren ilk iki süper Dünya, 55 ışıkyılı uzaklıkta kayalık bir gezegen gibi görünen lavla kaplı 41 Cancri e ve Dünya'nın iki katı büyüklüğünde olan LHS 3844b olacak. aya benzer kayalık bir yüzeye sahiptir, ancak önemli bir atmosferden yoksundur.
Bu dünyaların her ikisi de bildiğimiz kadarıyla yaşam için oldukça uygun görünmüyor, ancak Samanyolu'nun çeşitli yerlerinde JWST tarafından incelenecek olan diğer ötegezegenler daha umut verici olabilir.
Ayrıca ilginç:
- 10'de kara delikler hakkında öğrendiğimiz en tuhaf 2021 şey
- Terraforming Mars: Kızıl Gezegen yeni bir Dünya'ya dönüşebilir mi?
TRAPPIST-1 sistemi
İlk operasyonel döngü sırasında teleskop, Dünya'dan 1 ışıkyılı uzaklıkta bulunan TRAPPIST-41 sistemini yakından inceleyecek. 2017'de keşfedilen bu gezegen sistemini olağandışı yapan şey, yedi kayalık dünyasının, yıldızlarının faaliyet bölgesinde bulunması ve onu şimdiye kadar keşfedilen en büyük potansiyel olarak yaşanabilir karasal dünya yapmasıdır.
Gökbilimciler, bir yıldızın etrafındaki yaşanabilir bölgeyi, sıcaklığın sıvı suyun var olmasına izin verdiği bölge olarak tanımlar. Bu bölge sıvı suyun var olması için ne çok sıcak ne de çok soğuk olduğundan, genellikle Goldilocks Bölgesi olarak adlandırılır.
Ancak bu bölgede olması gezegenin yaşanabilir olduğu anlamına gelmez. Hem Venüs hem de Mars, Güneş'in etrafındaki bölgenin içindedir ve diğer koşullar nedeniyle, her iki gezegen de anladığımız gibi yaşamı rahatça destekleyemez. Planetary Society, güneş rüzgarının gücü, gezegenin yoğunluğu, büyük uyduların baskınlığı, gezegenin yörüngesinin yönü ve gezegenin dönüşü (veya görünüşte eksikliği) gibi diğer faktörlerin kilit faktörler olabileceğini öne sürüyor. yaşanabilirlik için.
Organik moleküller ve gezegen doğumu
NASA'nın JWST'si tarafından evrenin kızılötesi araştırmasının avantajlarından biri, yoğun ve büyük yıldızlararası gaz ve toz bulutlarına bakabilme yeteneğidir. Bu kulağa çok heyecan verici gelmese de, buraların yıldızların ve gezegenlerin doğduğu ve yıldız yuvaları olarak adlandırıldığı yerler olduğunu düşündüğünüzde, ihtimal çok daha çekici hale geliyor.
Toz içeriği onları opak hale getirdiğinden, uzayın bu bölgeleri görünür ışık spektrumunda gözlemlenemez. Ancak bu toz, elektromanyetik radyasyonun kızılötesi dalga boyu aralığında yayılmasına izin verir. Bu, JWST'nin çöküp yıldızları oluştururken bu gaz ve toz bulutlarının yoğun bölgelerini inceleyebileceği anlamına geliyor.
Ayrıca uzay teleskobu, genç yıldızları çevreleyen ve gezegenleri doğuran toz ve gaz disklerini de inceleyebilecek. Sadece Dünya da dahil olmak üzere Güneş Sistemindekiler gibi gezegenlerin nasıl oluştuğunu göstermekle kalmaz, aynı zamanda yaşam için hayati önem taşıyan organik moleküllerin bu proto-gezegen diskleri içinde nasıl dağıldığını da gösterebilir.
Ve özellikle JWST'yi gözlemlemek için zamanı olan araştırmacılar tarafından üzerinde çalışılacak bir yıldız kreş var.
Ayrıca okuyun:
- Kızıl Gezegeni Gözlemlemek: Mars İllüzyonlarının Tarihi
- Bilimsel bir bakış açısıyla ışınlanma ve geleceği
Yaratılış sütunları
Yaratılış Sütunları, insanlık tarafından şimdiye kadar tasvir edilen en parlak ve en güzel kozmik manzaralardan biridir. Yaratılış Sütunlarının güzel görüntülerini (aşağıda resmedilmiştir) yakalayan Hubble Uzay Teleskobu, bu ışık yılı uzunluğundaki gaz ve toz kulelerinin derinliklerine bakabildi.
Kartal Bulutsusu'nda ve Yılan takımyıldızında Dünya'dan 6500 ışıkyılı uzaklıkta bulunan opak sütunlar - Yaratılış Sütunları - yoğun yıldız oluşum bölgeleridir. Sütunların içindeki yıldız doğum süreçlerinin ayrıntılarını toplamak için Hubble, onları optik ve kızılötesi ışıkta gözlemledi.
Kızılötesi ışık, Yaratılış Sütunları içinde meydana gelen süreçleri gözlemlemek için gereklidir, çünkü diğer yemliklerde olduğu gibi, görünür ışık bu salma bulutsunun yoğun tozuna nüfuz edemez.
Hubble görünür ışık için optimize edilmiştir, ancak yine de sütunların içlerinde yaşayan genç yıldızlardan bazılarını gösteren çarpıcı kızılötesi görüntülerini çekmeyi başardı. JWST ekibini heyecanlandıran da buydu – onların güçlü kızılötesi uzay teleskopu, uzayın bu büyüleyici bölgesini ortaya çıkaracaktı.
Jüpiter, halkaları ve uyduları
Uzay teleskobunun güneş sistemindeki hedeflerinden biri de en büyük gezegen olan gaz devi Jüpiter olacak. NASA'ya göre, 40'tan fazla araştırmacıdan oluşan bir ekip, Jüpiter'i, onun halka sistemini ve iki uydusunu inceleyecek bir gözlem programı geliştirdi: Ganymede ve Io. Bu, Güneş Sistemindeki ilk teleskop araştırmalarından biri olacak ve gaz devinin parlaklığına karşı kalibre edilmesini ve aynı zamanda çok daha sönük halka sistemini gözlemleyebilmesini gerektirecek.
Jüpiter'i gözlemleyecek olan JWST ekibi, gezegenin 10 saatlik gününü de hesaba katmak zorunda. Bu, Güneş'ten hızla uzaklaşan beşinci gezegenin belirli bir bölgesini incelemek için ayrı görüntülerin "birleştirilmesini" gerektirecektir, örneğin Büyük Kırmızı Nokta - Güneş Sistemi'ndeki en büyük fırtına, tüm Dünya'yı yutacak kadar derin ve geniş. .
Gökbilimciler, Büyük Kırmızı Nokta'nın üzerindeki atmosfer sıcaklığındaki dalgalanmaların nedenini, Jüpiter'in olağanüstü sönük halkalarının özelliklerini ve Jüpiter'in uydusu Ganymede'nin yüzeyinin altında sıvı bir tuzlu su okyanusunun varlığını daha iyi anlamaya çalışacaklar.
Asteroitler ve Dünya'ya yakın nesneler
JWST'nin Güneş Sistemi'nde oynayacağı diğer önemli rollerden biri de asteroitler ve Sistemin diğer daha küçük cisimlerinin kızılötesi aralığında incelenmesidir. Çalışma, NASA'nın yakındaki gezegenlerin yerçekimi tarafından Dünya'nın mahallesine girmelerine izin veren yörüngelere çekilmesiyle itilen kuyruklu yıldızlar ve asteroitler olan Yakın Dünya Nesneleri (NEO'lar) olarak sınıflandırdığı şeyleri içerecektir.
JWST, yer tabanlı teleskoplar veya daha az güçlü uzay tabanlı teleskoplar kullanarak Dünya atmosferinden mümkün olmayan kızılötesi menzildeki asteroitler ve NEO'ların gözlemlerini yapacak. Bu asteroit değerlendirmelerinin amacı, bileşimlerini daha iyi anlamaya yardımcı olması gereken bu cisimlerin yüzeyinden ışığın emilimini ve emisyonunu incelemek olacaktır. JWST ayrıca gökbilimcilerin asteroitlerin şekillerini, toz içeriklerini ve nasıl gaz yaydıklarını daha iyi sınıflandırmasına izin verecek.
Asteroitlerin incelenmesi, Güneş Sisteminin ve gezegenlerinin 4,5 milyar yıl önce doğuşunu anlamaya çalışan bilim adamları için hayati önem taşımaktadır. Bunun nedeni, gezegenler oluşurken var olan ve daha küçük gezegen oluşturan cisimlerin yerçekiminden kaçan "bozulmamış" malzemelerden oluşmasıdır.
Gezegenlerin, yıldızların ve galaksilerin ilk anlarının kendilerinin incelenmesinin yanı sıra, bu görev bir kez daha JWST'nin bilimin en temel gizemlerinden bazılarını nasıl çözeceğini gösteriyor.
Sıradaki ne?
15 Haziran 2022 itibariyle tüm NASA Webb enstrümanlarına güç verilmiş ve ilk görüntüler çekilmiştir. Ek olarak, dört görüntüleme modu, üç zaman serisi modu ve üç spektroskopik mod test edilmiş ve onaylanmıştır, yalnızca üç tane kalmıştır. Daha önce de belirtildiği gibi, 12 Temmuz'da NASA, Webb'in yeteneklerini gösteren bir dizi teaser gözlemi yayınlamayı planlıyor. Uzay görüntülerinin güzelliğini göstermenin yanı sıra, gökbilimcilere alacakları verilerin kalitesi hakkında bir fikir verecekler.
12 Temmuz'dan sonra James Webb Uzay Teleskobu, bilimsel görevi üzerinde tam olarak çalışmaya başlayacak. Gelecek yılın ayrıntılı programı henüz açıklanmadı, ancak dünyanın dört bir yanındaki gökbilimciler, şimdiye kadar yapılmış en güçlü uzay teleskopundan ilk verileri sabırsızlıkla bekliyorlar.
Ukrayna'nın Rus işgalcilerine karşı savaşmasına yardım edebilirsiniz. Bunu yapmanın en iyi yolu, Ukrayna Silahlı Kuvvetlerine bağış yapmaktır. Hayat kurtarmak veya resmi sayfa aracılığıyla NBU.
içindeki sayfalarımıza abone olun Twitter ve Facebook.
Ayrıca okuyun:
