NASA/ESA/CSA James Webb Uzay Teleskobu, genellikle NASA/ESA Hubble Uzay Teleskobu'nun halefi olarak anılır. Aslında, çok daha fazlasının halefidir. Orta Kızılötesi Enstrümanın (MIRI) dahil edilmesiyle Webb, ESA'nın Uzay Kızılötesi Gözlemevi (ISO) ve NASA'nın Spitzer Uzay Teleskobu gibi kızılötesi uzay teleskoplarını da başardı.
Orta kızılötesi aralıkta evren, gözlerimizle görmeye alıştığımızdan çok farklıdır. 3 mikrometreden 30 mikrometreye uzanan orta kızılötesi, sıcaklığı 30 ila 700º C arasında olan gök cisimlerini algılar. Bu modda, görünür ışık görüntülerinde karanlık görünen nesneler artık parlak bir şekilde parlıyor.
Avrupa konsorsiyumunun baş araştırmacısı Gillian Wright, "Bu, yapılabilecek kimya ve yıldız oluşum sürecini ve galaksilerin çekirdeklerinde neler olduğunu nasıl anlayabileceğiniz açısından çok ilginç bir dalga boyu aralığıdır" diyor. MIRI aleti. - Kasım 1995'ten Ekim 1998'e kadar çalışan ISO ile ilk gerçek orta kızılötesi uzay görüntülerimiz elde edildi. 2003 yılında yörüngeye çıkan Spitzer, benzer dalga boylarında daha fazla ilerleme kaydetti. Hem ISO hem de Spitzer keşifleri, astronomideki birçok önemli soruyu ele almak için daha iyi hassasiyet ve açısal çözünürlük için daha geniş toplama alanlarına sahip orta kızılötesi yeteneklere duyulan ihtiyacı vurguladı."
Jillian ve diğerleri, orta kızılötesini canlı ayrıntılarla görebilen bir enstrümanın hayalini kurmaya başladılar. Ne yazık ki onlar için ESA ve NASA, yakın kızılötesinin daha kısa dalga boylarını Webb'in birincil hedefi olarak gördü. ESA, NIRSpec adlı bir yakın kızılötesi spektrometrenin geliştirilmesine öncülük ederken, NASA, NIRCam adlı bir termal görüntüleme cihazını hedefliyordu.
ESA, yakın kızılötesi spektrometresini incelemek için bir başvuru çağrısı yaptığında, Jillian ve meslektaşları bir fırsat gördüler. "Oldukça cesur bir yanıt gönderen bir ekibe liderlik ettim. Yakın kızılötesi spektrografı inceleyeceğimizi, ancak tüm bu orta kızılötesi bilim çalışmalarını ele alacak ek bir kanalımız olacağını söyledi. Ve orta kızılötesi astronominin Webb'de neden harika olacağına dair bilimsel bir vaka sunduk” diyor.
Ekibi söz konusu sözleşmeyi kazanamasa da, bu cesur hareket Avrupa'da orta kızılötesi astronomi profilinin yükselmesine yardımcı oldu ve Avrupa endüstrisinin kızılötesi aletler üretme kapasitesini inceleyen başka bir ESA çalışmasında bu bilimsel çıkarları temsil etmesi için kendisi davet edildi. . Avrupa'nın her yerinden akademik kurumların desteğiyle, bu araştırmanın bir kısmı orta kızılötesi aralığındaki cihazlara ayrıldı.
Sonuçlar, ABD liderliğindeki paralel çalışmaların sonuçları gibi o kadar cesaret vericiydi ki, böyle bir cihaza olan ilgi daha da arttı. Avrupa'da aleti tasarlamaya ve inşa etmeye istekli ve yetkin - ve en önemlisi bunu yapmak için para toplayabilecek - uluslararası bir bilim insanı ve mühendis grubu bir araya getirdikten sonra Jillian ve meslektaşları, ESA ve NASA'yı cihazı dahil etmeye teşvik ettiler ve kademeli olarak ikna ettiler. Web programı.
Avrupa liderliğini bu şekilde ABD ile uluslararası işbirliği alanına, alet yapım kültürünün çok farklı olduğu NASA'nın amiral gemisi görevine genişletmek, başarı için garantili bir reçete değildi. ESA'daki MIRI enstrümanının yöneticisi José Lorenzo Alvarez, "En büyük korku, bu karmaşıklığın enstrüman için en büyük tehdit olacağıydı" diyor. Ama risk işe yaradı.
Konsorsiyum, kendi fonlarını çekmenin yanı sıra bir uyarı daha aldı: enstrüman, Webb'in çalışma sıcaklıklarını ve optiklerini etkilememelidir. Başka bir deyişle, teleskop yakın kızılötesi cihazlar için optimize edilmiş olarak kalacak ve MIRI alabildiği her şeyi alacaktır. Bu, aletin performansını on mikrometrenin ötesine sınırlar, ancak Jillian için ödenmesi gereken küçük bir bedeldi.
En büyük teknolojik engellerden biri, MIRI'nin yakın kızılötesi cihazlardan daha düşük bir sıcaklıkta çalışmak zorunda olmasıydı. Bu, NASA'nın Jet Tahrik Laboratuvarı tarafından sağlanan bir kriyo-soğutucu mekanizması kullanılarak gerçekleştirildi. MIRI, orta kızılötesi dalgalara duyarlı olması için yaklaşık -267°C sıcaklıkta çalışır.
Bu, Pluto'nun yaklaşık 40 Kelvin'lik (-233°C) ortalama yüzey sıcaklığından daha düşüktür. Tesadüfen bu, diğer aletlerin ve teleskopun çalıştığı sıcaklıktır. Her iki sıcaklık da son derece düşüktür, ancak bu fark nedeniyle, teleskopa takıldıktan sonra birbirlerinden termal olarak izole edilmemişlerse, teleskoptan gelen ısı yine de MIRI'ye sızacaktır.
Diğer bir zorluk, teleskop üzerindeki alet için mevcut olan sınırlı alandı. Bu daha da zordu çünkü MIRI'nin etkili bir şekilde iki enstrüman bir arada olması gerekiyordu - bir görüntüleyici ve bir spektrometre. Bu, bazı akıllı tasarım çalışmaları gerektiriyordu.
Alet tamamlandıktan ve teleskopun geri kalanıyla entegrasyon için NASA'ya teslim edildikten sonra bile, ekip daha da fazla zorlukla karşılaştı.
Son derece karmaşık teleskopun yapımı kimsenin tahmin edemeyeceği kadar uzun sürdü, bu da MIRI ve diğer araçların Dünya'da başlangıçta planlanandan çok daha uzun süre kalması gerektiği anlamına geliyor.
Ardından, 2021 Noel Günü'nde ESA'nın Ariane 5 fırlatma aracı, uzay aracını mükemmel bir fırlatmayla yörüngeye yerleştirdi. Sonraki haftalar ve aylarda yer ekipleri teleskopu ve aletlerini hazırlayarak bilim adamlarına teslim etti. Diğer araçlarla birlikte MIRI artık bilim insanlarının yalnızca hayalini kurduğu verileri gönderiyor.
MIRI verileri, Karina Bulutsusu'nun "dağları" ve "vadileri", etkileşen gökada grubu Stefan Quintet ve Güney Halkası Bulutsusu dahil olmak üzere en eski Webb görüntülerinde geniş ölçüde yer aldı. Sonraki görüntüler hem güzellik hem de bilim açısından çıtayı yükseltmeye devam etti. Bununla birlikte, MIRI önceki herhangi bir orta kızılötesi cihazdan çok büyük bir adım olduğu için, görüntü yorumlama yetenekleri açısından çıta da yükseliyor.
Ancak bu, ileri bilimin özüdür ve gökbilimciler, verilerin orta kızılötesi aralığında görünmesine neden olan çeşitli fiziksel süreçler hakkında onlara daha fazla bilgi verebilecek daha ayrıntılı bilgisayar modelleri geliştirmek için şimdiden acele ediyorlar.
MIRI, Web'deki diğer araçlarla birlikte astronominin her alanını ilerletme potansiyeline sahiptir. Bu, ancak olasılıkların önemli ölçüde genişletilmesiyle mümkün hale gelen dönüştürücü bilim türüdür. Ve genel olarak teleskopu ve özel olarak MIRI'yi inşa etmeye giden ekip çalışması ve uluslararası işbirliğinin harika bir kanıtı.
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.
Ayrıca okuyun:
- Hubble, Orion takımyıldızında bir çift Gerbig-Aro nesnesi gördü
- James Webb Teleskobu yaşanabilir ötegezegenleri inceleyecek