Ljudje imamo nenasitno lakoto, da bi razumeli Vesolje. Kot je dejal Carl Sagan, "Razumevanje je ekstaza." Toda za razumevanje Vesolja potrebujemo boljše in boljše načine za njegovo opazovanje. In to pomeni eno: veliki, ogromni, ogromni teleskopi.
V tej seriji si bomo ogledali 6 svetovnih super teleskopov:
- Ogromni teleskop Magellan
- Ogromno velik teleskop
- Teleskop 30 metrov
- Evropski izjemno velik teleskop
- Teleskop velikega sinoptičnega raziskovanja
- Vesoljski teleskop James Webb
- Teleskop o širokem polju infracrvenega raziskovanja
Vesoljski teleskop James Webb "> James Webb vesoljski teleskop (JWST ali Webb) je morda najbolj nestrpno pričakovan od Super teleskopa. Mogoče zato, ker je na poti do zidanja utrpela mučeno pot. Mogoče pa zato, ker je drugačen od drugih Super teleskopov, kajti, ko je enkrat oddaljen 1,5 milijona km od Zemlje.
Če ste že spremljali dramo po spletu, boste vedeli, da je prekoračitev stroškov skoraj povzročila odpoved. To bi bilo resnično sramota.
JWST piva že od leta 1996, vendar je utrpel nekaj udarcev ob cesti. O tej cesti in njenih prepadih smo razpravljali drugje, zato je treba slediti kratek zastoj.
Prvotne ocene za JWST so znašale 1,6 milijarde dolarjev cene in datum uvedbe leta 2011. Toda stroški so bili poravnani in pojavili so se tudi drugi problemi. To je povzročilo, da se je Predstavniški dom v ZDA premaknil, da bi projekt odpovedal leta 2011. Vendar je kasneje istega leta ameriški kongres preklical razveljavitev. Končno so končni stroški spleta dosegli 8,8 milijarde ameriških dolarjev, datum izstrelitve pa bo določen za oktober 2018. To pomeni, da bo prva lučka JWST precej hitrejša od drugih Super teleskopov.
Webb je bil zasnovan kot naslednik vesoljskega teleskopa Hubble, ki deluje od leta 1990. Toda Hubble je v nizki zemeljski orbiti in ima primarno ogledalo 2,4 metra. JWST bo v orbiti v točki LaGrange 2, njegovo primarno ogledalo pa bo 6,5 metra. Hubble opazuje v bližnjem ultravijoličnem, vidnem in bližnjem infrardečem spektru, medtem ko bo Webb opazoval v dolgo valovni (oranžno-rdeči) vidni svetlobi, skozi skoraj infrardečo do srednjo infrardečo povezavo. To ima nekaj pomembnih posledic za znanost, ki jo prinaša Webb.
James Webb je zgrajen okoli štirih instrumentov:
- V bližini infrardeča kamera (NIRCam)
- Bližnji infrardeči spektrograf (NIRSpec)
- Srednje infrardeči instrument (MIRI)
- Senzor za natančno usmerjanje / blizu infrardečega slikovnika in brezrezan spektrograf (FGS / NIRISS)
NIRCam je primarni slikar Webb. Opazoval bo nastanek najzgodnejših zvezd in galaksij, populacijo zvezd v bližnjih galaksijah, objekte Kuiperjevega pasu in mlade zvezde na Mlečni poti. NIRCam je opremljen s koronagrafi, ki svetlobo preprečujejo svetlim predmetom, da bi opazovali zatemnjene predmete v bližini.
NIRSpec bo deloval v območju od 0 do 5 mikronov. Njegov spektrograf bo razdelil svetlobo v spekter. Nastali spekter nam pove o predmetih, temperaturi, masi in kemični sestavi. NIRSpec bo hkrati opazoval 100 predmetov.
MIRI je kamera in spektrograf. Videla bo rdeča spremenjena svetloba daljnih galaksij, na novo nastajajoče zvezde, predmeti v Kuiperjevem pasu in šibki kometi. MIRI-jeva kamera bo zagotavljala širokopasovno slikanje s širokim poljem, ki se bo uvrstilo med osupljive slike, ki nam jih je Hubble dosledno dodal. Spektrograf bo zagotovil fizične podrobnosti oddaljenih predmetov, ki jih bo opazoval.
Del FGS / NIRISS senzorja za natančno usmerjanje bo Webb dal natančnost, potrebno za ustvarjanje kakovostnih slik. NIRISS je specializiran instrument, ki deluje v treh načinih. Preučila bo prvo odkrivanje svetlobe, odkrivanje in karakterizacijo eksoplanetov ter tranzitno spektroskopijo eksoplanetov.
Glavni cilj JWST je skupaj s številnimi drugimi teleskopi razumeti vesolje in naš izvor. Webb bo raziskal štiri široke teme:
- Prva svetloba in ponovna ionizacija: V zgodnjih fazah Vesolja ni bilo svetlobe. Vesolje je bilo neprozorno. Sčasoma, ko so se ohladili, so fotoni lahko potovali bolj svobodno. Potem so se verjetno stotine milijonov let po velikem udaru oblikovali prvi viri svetlobe: zvezde. Ne vemo pa, kdaj ali katere vrste zvezd.
- Kako se galaksije sestavljajo: Navajeni smo, da vidimo osupljive slike velikih spiralnih galaksij, ki obstajajo v vesoljski reviji. Toda galaksije niso bile vedno takšne. Zgodnje galaksije so bile pogosto majhne in nerodne. Kako so se oblikovale v oblike, ki jih vidimo danes?
- Rojstvo zvezd in protoplanetarnih sistemov: Spletno oko Webba bo pokukalo naravnost skozi prah oblakov, ki jih "tako kot Hubble ne more videti skozi". Ti oblaki prahu so tam, kjer se tvorijo zvezde, in njihovi protoplanetarni sistemi. Kar vidimo tam, nam bo povedalo veliko o nastanku lastnega Osončja, pa tudi o osvetlitvi številnih drugih vprašanj.
- Planeti in izvori življenja: Zdaj vemo, da so eksoplaneti pogosti. Našli smo jih na tisoče, ki krožijo okoli vseh vrst zvezd. Vendar o njih še vedno vemo zelo malo, na primer o tem, kako pogoste so atmosfere in če so gradniki skupnega življenja.
Vse to so očitno fascinantne teme. Toda v današnjem času eden izmed njih izstopa med drugimi: planeti in izvori življenja.
Nedavno odkritje sistema TRAPPIST 1 je ljudi navdušilo nad odkrivanjem življenja v drugem osončju. TRAPPIST 1 ima 7 zemeljskih planetov, od tega 3 na območju bivanja. Februarja 2017. To je bila ogromna novica. Buzz je še vedno opazen, ljudje pa že nestrpno pričakujejo več novic o sistemu. Tukaj pride JWST.
Veliko vprašanje v zvezi s sistemom TRAPPIST je "Ali imajo planeti atmosfero?" Webb nam lahko pomaga odgovoriti na to.
Instrument NIRSpec na JWST bo lahko zaznal vsako atmosfero okoli planetov. Mogoče je še pomembneje, da bo lahko raziskal atmosfere in nam povedal o njihovi sestavi. Vedeli bomo, ali atmosfere, če obstajajo, vsebujejo toplogredne pline. Webb lahko zazna tudi kemikalije, kot sta ozon in metan, ki sta biosignaturi, in nam lahko sporoči, ali je na teh planetih morda prisotno življenje.
Lahko bi rekli, da če bo James Webb uspel zaznati atmosfero na planetih TRAPPIST 1 in potrditi obstoj kemikalij za biosignaturo tam, bo to že opravil svoje delo. Tudi če bi prenehal delovati po tem. To je verjetno navidezno A vseeno je možnost tam.
Znanost, ki jo bo zagotovil JWST, je izjemno intrigantna. Ampak še nismo tam. Še vedno je zadeva lansiranja JWST-a in zapleten je.
Primarno ogledalo JWST je veliko večje od Hubblovega. Premer je 6,5 metra v primerjavi s 2,4 metra za Hubble. Hubble ni bil težaven pri zagonu, čeprav je bil velik kot šolski avtobus. Postavljen je bil v vesoljski šatl, Canadarm pa ga je postavil v nizko zemeljsko orbito. James Webb ne bo deloval.
Webb je treba lansirati na raketo, ki jo bo poslal na pot L2, to je morda doma. In da bi ga lahko izstrelili na raketo, se mora prilegati v tovorni prostor v nosu rakete. To pomeni, da ga je treba zložiti.
Zrcalo, ki je sestavljeno iz 18 segmentov, je zloženo v tri znotraj rakete in razgrnjeno na poti proti L2. Tudi antene in sončne celice se morajo razviti.
Za razliko od Hubbleja je Webb za svoje delo treba ohraniti izredno kul. Ima krio hladilnik za pomoč pri tem, ima pa tudi ogromen senčnik. Ta senčnik je v petih plasteh in zelo velik.
Vse te komponente potrebujemo, da Webb uporabi svoje delo. In nič takega se že ni poskusilo.
Zagon Webba je le 7 mesecev. To je zelo blizu, saj smo projekt skoraj odpovedali. Ko bo delovala, je treba narediti kornekopijo znanosti.
Vendar še nismo tam in morali bomo skozi začetek in uvajanje živcev, preden bomo resnično navdušeni.
