Hubble'i kosmoseteleskoobi järglane James Webbi kosmoseteleskoop on Kanada valitsuse astronoomia rahastamise prioriteet. Teisi projekte, astronoomide sõnul, ähvardavad eelarvekärped.
(Pilt: © ESA)
NASA James Webbi kosmoseteleskoop, mis plaanitakse käivitada 2021. aastal, hakkab kosmoses sondeerima, et paljastada universumi ajalugu alates Suurest Paugust kuni tulnukate planeedi moodustumiseni ja kaugemalegi. See keskendub neljale peamisele valdkonnale: esimesele valgusele universumis, galaktikate kogunemisele varajases universumis, tähtede ja protoplanetaarsete süsteemide ning planeetide sünnile (sealhulgas elu alged).
James Webbi kosmoseteleskoop (JWST) stardib Prantsuse Guajaanast pärit Ariane 5 raketil, seejärel lendab see 30 päeva jooksul miljoni miili kaugusele oma alalisse koju: Lagrange'i punkti või gravitatsiooniliselt stabiilsesse kohta kosmoses. See tiirleb ümber L2 - koha Maa lähedal kosmoses, mis asub päikese vastas. See on olnud paljude teiste kosmoseteleskoopide, sealhulgas Herscheli kosmoseteleskoobi ja Plancki kosmosevaatluskeskuse populaarne koht.
Samuti oodatakse, et võimas 8,8 miljardi dollari väärtuses kosmoselaev teeks hämmastavaid fotosid taevaobjektidest, nagu tema eelkäija Hubble'i kosmoseteleskoop. Astronoomide õnneks on Hubble'i kosmoseteleskoop endiselt hea tervise juures ja on tõenäoline, et kaks teleskoopi töötavad koos JWST-i esimestel aastatel. JWST vaatleb ka Kepleri kosmoseteleskoobi poolt leitud eksoplaneete või jälgib reaalajas tehtud vaatlusi kosmoseteleskoopidest.
JWST teadus
JWSTi teaduse mandaat jaguneb põhimõtteliselt nelja valdkonda:
- Esimene tuli ja reioniseerimine: See viitab universumi varajastele etappidele pärast seda, kui Suur Pauk käivitas universumi sellisena, nagu me seda täna teame. Esimestel etappidel pärast Suurt Pauku oli universum osakeste (nagu elektronid, prootonid ja neutronid) meri ja valgust polnud näha enne, kui universum oli piisavalt jahtunud, et need osakesed saaksid hakata ühinema. Veel üks asi, mida JWST uurib, on see, mis juhtus pärast esimeste tähtede moodustumist; seda ajastut nimetatakse "taasioniseerimise epohhiks", kuna see viitab sellele, millal neutraalne vesinik reioniseeriti (see sai taas elektrilaengu) nende esimeste tähtede kiirguse toimel.
- Galaktikate kokkupanek: Galaktikate vaatamine on kasulik viis näha, kuidas mateeria on korraldatud hiiglaslikes skaalades, mis omakorda annab meile näpunäiteid selle kohta, kuidas universum arenes. Spiraalsed ja elliptilised galaktikad, mida me täna näeme, arenesid miljarditest aastatest tegelikult eri kujudest ja JWSTi üks eesmärke on vaadata tagasi varaseimatele galaktikatele, et seda evolutsiooni paremini mõista. Teadlased üritavad välja mõelda ka seda, kuidas saime kätte mitmesuguseid galaktikaid, mis on tänapäeval nähtavad, ning praeguseid viise, kuidas galaktikad moodustuvad ja komplekteeruvad.
- Tähtede ja protoplanetaarsete süsteemide sünd: Eagle udukogu "Loomise sammas" on üks kuulsamaid tähtede sünnikohti. Tähed satuvad gaasipilvedesse ja tähtede kasvades puhub nende avaldatav kiirgusrõhk ära kookongaasi (mida saaks uuesti kasutada teiste tähtede jaoks, kui mitte liiga laiali hajutatud.) Siiski on selle sees raske näha. gaas. JWSTi infrapunasilmad saavad vaadata soojusallikaid, sealhulgas tähti, mis nendes kookonites sünnivad.
- Elu planeedid ja päritolu: Viimasel kümnendil on avastatud tohutul hulgal eksoplaneete, sealhulgas NASA planeedi poole pöörduva Kepleri kosmoseteleskoobiga. JWSTi võimsad sensorid saavad nendel planeetidel põhjalikumalt suhelda, sealhulgas (mõnel juhul) nende atmosfääri pildistada. Atmosfääri ja planeetide kujunemistingimuste mõistmine võiks aidata teadlastel paremini ennustada, kas teatud planeedid on elamiskõlblikud või mitte.
Pardal olevad instrumendid
JWST varustatakse nelja teadusinstrumendiga.
- Infrapunakaamera (NIRCam): Arizona ülikooli pakutav see infrapunakaamera tuvastab läheduses asuvate galaktikate tähtede ja Linnutee tähtede valguse. Samuti otsib see valgust tähtedelt ja galaktikatelt, mis tekkisid universumi varases elujärgus. NIRCam varustatakse koronagraafidega, mis võivad blokeerida ereda objekti valgust, muutes nende tähtede lähedal olevad tuhmid objektid (nt planeedid) nähtavaks.
- Infrapuna-lähispektrograaf (NIRSpec): NIRSpec vaatleb samaaegselt 100 objekti, otsides esimesi galaktikaid, mis tekkisid pärast Suurt Pauku. NIRSpeci pakkus Euroopa Kosmoseagentuur NASA Goddardi kosmoselennukeskuse abiga.
- Keskmine infrapunainstrument (MIRI): MIRI koostab Hubble'i astrofotograafia traditsiooni järgides hämmastavaid kosmosefotosid kaugetest taevaobjektidest. Instrumendi osaks olev spektrograaf võimaldab teadlastel koguda universumi kaugemate objektide kohta rohkem füüsilisi üksikasju. MIRI tuvastab Kuiperi vööndis kauged galaktikad, nõrgad komeedid, moodustades tähed ja objektid. MIRI ehitas Euroopa konsortsium koos Euroopa Kosmoseagentuuri ja NASA reaktiivmootoriga.
- Peenjuhtimissensor / lähi-infrapunapildi ja piludeta spektrograaf (FGS / NIRISS): See Kanada Kosmoseagentuuri ehitatud instrument sarnaneb rohkem kahe instrumendiga ühes. FGS komponent vastutab selle eest, et JWST püsiks teadusuuringute ajal täpselt õiges suunas. NIRISS teeb kosmosest ulatuse, et leida signaale universumi esimesest valgusest ning otsida ja iseloomustada võõraid planeete.
Teleskoop sportleb ka tenniseväljaku suuruses päikesevarju ja 21,3-jalga (6,5 meetrit) peeglit - suurimat peeglit, mis kunagi kosmosesse lastud. Need komponendid ei mahu JWSTi käivitavasse raketti, nii et mõlemad liiguvad lahti, kui teleskoop on kosmoses.
JWST ajalugu
James Webb mees
JWST on nimetatud NASA endise juhi James Webbi järgi. Webb võttis kosmoseagentuuri juhtimise alla aastatel 1961–1968, pensionile jäädes vaid mõni kuu enne seda, kui NASA asetas esimese inimese Kuule.
Ehkki Webbi ametiaeg NASA administraatorina on kõige tihedamalt seotud Apollo kuuprogrammiga, peetakse teda ka kosmoseteaduse juhiks. Isegi suurte poliitiliste rahutuste ajal seadis Webb NASA teaduse eesmärgid, kirjutades, et suure kosmoseteleskoobi käivitamine peaks olema kosmoseagentuuri peamine eesmärk. [Vaata fotosid JWSTist, Hubble'i järeltulijast]
NASA käivitas Webbi juhendamisel enam kui 75 kosmoseteemalist missiooni. Nende hulka kuulusid missioonid, mis uurisid päikest, tähti ja galaktikaid, aga ka ruumi otse Maa atmosfääri kohal.
Täiendav reportaaž: Space.com personali kirjutaja Miriam Kramer.
