Mi, emberek, kielégíthetetlen éhségünk van, hogy megértsük az Univerzumot. Mint Carl Sagan mondta: „A megértés eksztázis.” De az univerzum megértéséhez jobb és jobb módszerekre van szükségünk annak megfigyelésére. És ez egy dolgot jelent: nagy, hatalmas, hatalmas távcsövek.
Ebben a sorozatban a világ szuper távcsöveinek 6 elemét vizsgáljuk meg:
- Az Óriás Magellan távcső
- A túlságosan nagy távcső
- A 30 méteres távcső
- Az európai rendkívül nagy távcső
- A nagy Synoptic Survey távcső
- A James Webb űrtávcső
- A széles látószögű infravörös távmérő
A James Webb űrteleszkóp “> A James Webb űrteleszkópot (JWST vagy a Webb) a legjobban várták a szuper távcsövek közül. Talán azért, mert éppen megkísértette az utat az építés felé. Vagy talán azért, mert különbözik a többi szuper távcsőtől, miután 1,5 millió km-re van (1 millió mérföld) a Földtől, miután működik.
Ha a Webb mögötti drámát követték, akkor tudni fogod, hogy a költségtúllépés szinte lemondta. Igazi szégyen lenne.
A JWST 1996 óta főz, de néhány ütést szenvedett az út mentén. Ezt az utat és a dudorokat másutt már tárgyalták, tehát az alábbiakban röviden ismertetjük.
A JWST kezdeti becslései 1,6 milliárd dolláros árcédulát jelentettek és a bevezetési dátumot 2011-ben adták meg. De a költségek megemelkedtek, és voltak más problémák is. Ez arra késztette az Egyesült Államok Képviselőházát, hogy 2011-ben visszavonja a projektet. Ugyanebben az évben azonban az Egyesült Államok Kongresszusa visszavonta a lemondást. Végül a Webb végleges költsége 8,8 milliárd dollárt ért el, az indulási dátum 2018. október. Ez azt jelenti, hogy a JWST első lámpája sokkal hamarabb lesz, mint a többi szuper távcső.
A Webbet az 1990 óta működő Hubble Űrtávcső utódjának látták. De a Hubble az alacsony földi pályán van, és elsődleges tükörje 2,4 méter. A JWST a LaGrange 2 pont körüli pályán helyezkedik el, és elsődleges tükörje 6,5 méter lesz. A Hubble a közvetlen ultraibolya, a látható és a közeli infravörös spektrumban megfigyelhető, míg a Webb a hosszú hullámhosszú (narancssárga-piros) látható fényben figyeli meg a közeli infravörös és a közép infravörös képességeket. Ennek néhány fontos következménye van a Webb által elért tudomány számára.
A James Webb négy hangszer körül épül:
- A közeli infravörös kamera (NIRCam)
- A közeli infravörös spektrográf (NIRSpec)
- Közép-infravörös eszköz (MIRI)
- Finomvezető érzékelő / Infravörös képalkotó és rés nélküli spektrográf (FGS / NIRISS)
A NIRCam Webb elsődleges képe. Figyelemmel kíséri a legkorábbi csillagok és galaxisok kialakulását, a csillagok populációját a közeli galaxisokban, Kuiper-öves tárgyakat és a fiatal csillagokat a Tejútban. A NIRCam koronagráfokkal van felszerelve, amelyek blokkolják a fényt a fényes tárgyakból, hogy megfigyeljék a közeli tompított tárgyakat.
A NIRSpec 0 és 5 mikron közötti tartományban fog működni. Spektrográfja a fényt spektrumra osztja. A kapott spektrum tárgyakról, hőmérsékletről, tömegről és kémiai összetételről szól. A NIRSpec egyszerre 100 objektumot fog megfigyelni.
A MIRI egy kamera és egy spektrográf. Látni fogja a távoli galaxisok, az újonnan formálódó csillagok, a Kuiper-övben található tárgyak és a halvány üstökösök vöröselt váltott fényét. A MIRI kamerája széles látószögű, szélessávú képalkotást fog biztosítani, amely odafigyel a feldöbbentő képekre, amelyekkel a Hubble folyamatosan táplálkozik. A spektrográf fizikai részleteket szolgáltat a megfigyelt távoli tárgyakról.
Az FGS / NIRISS finomvezetési érzékelő része biztosítja a Webb számára a precíz pontosságot a kiváló minőségű képek készítéséhez. A NIRISS egy speciális eszköz, amely három üzemmódban működik. Vizsgálja az első fénydetektációt, az exoplanet detektálását és jellemzését, valamint az exoplanet tranzit spektroszkópiáját.
A JWST átfogó célja - sok más távcsővel együtt - az univerzum és eredete megértésének. A Webb négy széles témát fog vizsgálni:
- Első fény és reionizáció: Az univerzum korai szakaszában nem volt fény. Az univerzum átlátszatlan volt. Végül, amint lehűlt, a fotonok szabadon tudtak utazni. Aztán, valószínűleg százmillió évvel a Nagyrobbanás után, az első fényforrások képződtek: csillagok. De nem tudjuk, mikor vagy milyen típusú csillagokat.
- Hogyan összeállnak a galaxisok: Arra szoktunk, hogy lenyűgöző képeket látunk a Űrmagazinban létező nagy spirális galaxisokról. De a galaxisok nem mindig voltak ilyenek. A korai galaxisok gyakran kicsik és kövér voltak. Hogyan alakultak azok a formák, amelyeket ma látunk?
- Csillagok és protoplanetáris rendszerek születése: A Webb izgatott szeme egyenesen a porfelhőkön keresi a képeket, amelyek olyan nagyok, mint a Hubble. Azokban a porfelhőkben, ahol csillagok alakulnak ki, és protoplanetáris rendszereikben. Amit látunk, sokat fog mondani nekünk a saját Naprendszerünk kialakulásáról, és sok más kérdésre rávilágít.
- Bolygók és az élet eredete: Most már tudjuk, hogy az exoplanetek gyakoriak. Több ezerre találtunk mindenféle csillagot keringőn. De még mindig nagyon keveset tudunk róluk, például arról, hogy milyen általános a légkör, és ha az élet építőkövei közösek.
Ezek mind nyilvánvalóan izgalmas témák. De a mai korunkban az egyik kiemelkedik a többiek között: Bolygók és az élet eredete.
A közelmúltbeli felfedezés, a TRAPPIST 1 rendszer felébresztette az embereket, hogy esetleg felfedezzék az életét egy másik naprendszerben. A TRAPPIST 1-nek 7 szárazföldi bolygója van, ezek közül 3 az élhető övezetben helyezkedik el. Hatalmas hír volt 2017 februárjában. A zümmögés továbbra is tapintható, és az emberek türelmetlenül várnak további híreket a rendszerről. Itt jön be a JWST.
Az egyik nagy kérdés a TRAPPIST rendszer körül: „Van-e a bolygóknak légköre?” A Webb segíthet nekünk válaszolni.
A JWST NIRSpec műszere képes lesz érzékelni a légkört a bolygók körül. Talán még ennél is fontosabb: képes lesz megvizsgálni a légkört, és elmondja nekünk összetételüket. Tudjuk, hogy a légkörök, ha léteznek-e, üvegházhatású gázokat tartalmaznak. A Webb olyan vegyszereket is felismerhet, mint az ózon és a metán, amelyek biológiai aláírások, és megtudhatják, lehet-e élet ezen a bolygón.
Azt mondhatnánk, hogy ha James Webb képes lenne felismerni a légkört a TRAPPIST 1 bolygókon, és meggyőződni arról, hogy ott vannak-e biológiailag szignifikánsan vegyi anyagok, akkor már elvégzi a munkáját. Még akkor is, ha ez után nem működik. Ez valószínűleg messzemenő. De ennek ellenére lehetőség van.
A JWST által biztosított tudomány rendkívül érdekes. De még nem vagyunk ott. Még mindig a JWST elindításának kérdése, és ez bonyolult telepítés.
A JWST elsődleges tükör sokkal nagyobb, mint a Hubbleé. Átmérője 6,5 méter, szemben a Hubble 2,4 méterével. A Hubble elindítása nem jelentett problémát, annak ellenére, hogy olyan nagy volt, mint egy iskolabusz. Egy űrrepülőgépbe helyezték, és a Canadarm az alacsony földi pályára szállította. Ez nem működik a James Webb számára.
A Webb-et egy rakéta fedélzetén kell indítani, hogy eljuthasson az L2-hez, az otthoni otthonába. És ahhoz, hogy a rakéta elinduljon, a rakéta orrában lévő rakománytérbe kell illeszkednie. Ez azt jelenti, hogy össze kell hajtani.
A 18 szegmensből álló tükör háromra van hajtva a rakéta belsejében, és az L2 felé vezető úton kibontakozik. Az antennáknak és a napelemeknek is ki kell kibontakozniuk.
A Hubble-lel ellentétben a Webb-et rendkívül hűvösnek kell tartania, hogy munkáját elvégezze. Van egy kriohűtővel, amely segít ebben, de van egy hatalmas napernyő is. Ez a napernyő öt rétegű, és nagyon nagy.
Szüksége van mindezen komponensek telepítésére, hogy a Webb megtegye a dolgát. És semmi ilyesmit nem próbáltak már korábban.
A Webb indítása mindössze 7 hónap elteltével. Ez nagyon közel van, tekintve, hogy a projektet szinte törölték. Van egy tudomány bőségszaru, amelyet el kell végezni, amint működik.
De még nem vagyunk ott, és át kell mennünk az ideget romboló indítással és telepítéssel, mielőtt valóban izgatottak lennünk.
