Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, następca Kosmicznego Teleskopu Hubble'a, jest priorytetem funduszy rządowych Kanady na astronomię. Inne projekty, jak twierdzą astronomowie, są zagrożone cięciami budżetowymi.
(Zdjęcie: © ESA)
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba Jamesa NASA, którego wystrzelenie zaplanowano na 2021 r., Sonduje kosmos, aby odkryć historię wszechświata od Wielkiego Wybuchu po formację planet obcych i nie tylko. Skoncentruje się na czterech głównych obszarach: pierwsze światło we wszechświecie, montaż galaktyk we wczesnym wszechświecie, narodziny gwiazd i układów protoplanetarnych oraz planet (w tym początki życia).
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) wystrzeliwuje rakietę Ariane 5 z Gujany Francuskiej, a następnie zajmuje 30 dni, aby przelecieć milion mil do swojego stałego domu: punktu Lagrange'a lub stabilnej grawitacyjnie lokalizacji w kosmosie. Będzie krążyć wokół L2, miejsca w kosmosie w pobliżu Ziemi, które leży naprzeciwko Słońca. Było to popularne miejsce dla kilku innych teleskopów kosmicznych, w tym Kosmicznego Teleskopu Herschela i Obserwatorium Kosmicznego Planck.
Potężny statek kosmiczny o wartości 8,8 miliarda dolarów ma także robić niesamowite zdjęcia obiektów niebieskich, takich jak jego poprzednik, Kosmiczny Teleskop Hubble'a. Na szczęście dla astronomów Kosmiczny Teleskop Hubble'a pozostaje w dobrym zdrowiu i jest prawdopodobne, że oba teleskopy będą współpracować przez pierwsze lata JWST. JWST przyjrzy się także egzoplanetom znalezionym przez Kosmiczny Teleskop Keplera lub będzie śledzić obserwacje w czasie rzeczywistym z teleskopów naziemnych.
Nauka JWST
Mandat naukowy JWST jest zasadniczo podzielony na cztery obszary:
- Pierwsze światło i reionizacja: Odnosi się to do wczesnych stadiów wszechświata po tym, jak Wielki Wybuch rozpoczął wszechświat, jaki znamy dzisiaj. W pierwszych etapach po Wielkim Wybuchu wszechświat był morzem cząstek (takich jak elektrony, protony i neutrony), a światło było niewidoczne, dopóki wszechświat nie ostygł wystarczająco, by cząstki te zaczęły się łączyć. Kolejną rzeczą, którą JWST będzie badać, jest to, co stało się po powstaniu pierwszych gwiazd; era ta nazywana jest „epoką reionizacji”, ponieważ odnosi się do sytuacji, gdy obojętny wodór został zdejonizowany (ponownie wytworzony z ładunkiem elektrycznym) przez promieniowanie z tych pierwszych gwiazd.
- Montaż galaktyk: Patrzenie na galaktyki to przydatny sposób, aby zobaczyć, jak materia jest zorganizowana w gigantycznych skalach, co z kolei daje nam wskazówki, jak ewoluował wszechświat. Spirale i galaktyki eliptyczne, które dzisiaj obserwujemy, ewoluowały z różnych kształtów przez miliardy lat, a jednym z celów JWST jest spojrzenie na najwcześniejsze galaktyki, aby lepiej zrozumieć tę ewolucję. Naukowcy próbują również dowiedzieć się, w jaki sposób uzyskaliśmy różnorodność galaktyk, które są dziś widoczne, oraz obecne sposoby ich formowania i łączenia.
- Narodziny gwiazd i układów protoplanetarnych: „Filary stworzenia” Mgławicy Orzeł to jedne z najbardziej znanych miejsc narodzin gwiazd. Gwiazdy pojawiają się w obłokach gazu, a gdy gwiazdy rosną, wywierane przez nich ciśnienie promieniowania odciąga gaz kokonujący (który może być ponownie użyty dla innych gwiazd, jeśli nie jest zbyt szeroko rozproszony). Jednak trudno jest zobaczyć wnętrze gaz. Podczerwone oczy JWST będą mogły patrzeć na źródła ciepła, w tym gwiazdy, które rodzą się w tych kokonach.
- Planety i pochodzenie życia: W ostatniej dekadzie odkryto ogromną liczbę egzoplanet, w tym poszukiwanego przez NASA kosmicznego teleskopu Kepler. Potężne czujniki JWST będą w stanie przyjrzeć się tym planetom głębiej, w tym (w niektórych przypadkach) obrazując ich atmosferę. Zrozumienie atmosfery i warunków formowania się planet może pomóc naukowcom lepiej przewidzieć, czy pewne planety nadają się do zamieszkania, czy też nie.
Instrumenty na pokładzie
JWST będzie wyposażony w cztery instrumenty naukowe.
- Kamera na podczerwień (NIRCam): Ta kamera na podczerwień, dostarczona przez Uniwersytet Arizony, wykrywa światło gwiazd w pobliskich galaktykach i gwiazd w Drodze Mlecznej. Będzie także szukał światła gwiazd i galaktyk, które powstały na początku życia wszechświata. NIRCam zostanie wyposażony w koronografy, które mogą blokować światło jasnego obiektu, powodując, że ciemniejsze obiekty w pobliżu tych gwiazd (jak planety) będą widoczne.
- Spektrograf w bliskiej podczerwieni (NIRSpec): NIRSpec będzie obserwował jednocześnie 100 obiektów, szukając pierwszych galaktyk, które powstały po Wielkim Wybuchu. NIRSpec został dostarczony przez Europejską Agencję Kosmiczną z pomocą Goddard Space Flight Center NASA.
- Instrument w środkowej podczerwieni (MIRI): MIRI stworzy niesamowite zdjęcia kosmiczne odległych obiektów niebieskich, zgodnie z tradycją astrofotograficzną Hubble'a. Spektrograf będący częścią przyrządu pozwoli naukowcom zgromadzić więcej szczegółów fizycznych na temat odległych obiektów we wszechświecie. MIRI wykryje odległe galaktyki, słabe komety, tworząc gwiazdy i obiekty w Pasie Kuipera. MIRI zostało zbudowane przez Europejskie Konsorcjum z Europejską Agencją Kosmiczną i Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA.
- Czujnik precyzyjnego prowadzenia / termowizor w bliskiej podczerwieni i spektrograf szczelinowy (FGS / NIRISS): Ten instrument zbudowany przez Kanadyjską Agencję Kosmiczną przypomina bardziej dwa instrumenty w jednym. Komponent FGS jest odpowiedzialny za utrzymanie JWST we właściwym kierunku podczas badań naukowych. NIRISS rozłoży kosmos, aby znaleźć sygnatury pierwszego światła we wszechświecie oraz poszukać i scharakteryzować obce planety.
Teleskop będzie również wyposażony w osłonę przeciwsłoneczną wielkości kortu tenisowego i lustro o długości 21,3 stopy (6,5 metra) - największe lustro, jakie kiedykolwiek pojawiło się w kosmosie. Te komponenty nie zmieszczą się w rakiecie wystrzeliwującej JWST, więc oba rozłożą się, gdy teleskop znajdzie się w kosmosie.
Historia JWST
James Webb, mężczyzna
Nazwa JWST pochodzi od byłego szefa NASA Jamesa Webba. Webb przejął obowiązki agencji kosmicznej w latach 1961–1968, odchodząc na emeryturę zaledwie kilka miesięcy przed tym, jak NASA położyła pierwszego człowieka na Księżyc.
Chociaż kadencja Webba jako administratora NASA jest najściślej związana z programem księżycowym Apollo, jest on również uważany za lidera w nauce o kosmosie. Nawet w czasach wielkich zawirowań politycznych Webb wyznaczył cele naukowe NASA, pisząc, że wystrzelenie dużego teleskopu kosmicznego powinno być kluczowym celem agencji kosmicznej. [Zobacz zdjęcia JWST, następcy Hubble'a]
NASA przeprowadziła ponad 75 misji kosmicznych pod kierunkiem Webba. Obejmowały misje badające słońce, gwiazdy i galaktyki, a także przestrzeń kosmiczną bezpośrednio nad ziemską atmosferą.
Dodatkowe raporty Miriam Kramer, autorka Space.com.
