Как будет работать космический телескоп Джеймса Уэбба?

Наше знание о Вселенной ограничено рамками наших чувств, но наши умы не знают таких ограничений. Когда свет костра ослепляет нас в лесистой темноте, мы представляем себе всякие страшные перспективы. Но если сделать несколько шагов и оставить костер за спиной, мы видим все более глубоко и четко. Воображение встречается с информацией, а мы внезапно понимаем, с чем имеем дело.

Если бы это всегда было так просто. Чтобы охватить Вселенную и понять космос, необходимо больше, чем пара глаз и удаленность от огней города. Необходимые инструменты, расширяющие наши чувства за пределами наших эволюционных пределов, нашей атмосферы или даже планетарной орбиты. Астрономия и космология ограничены и ущемлены качеством таких инструментов. 400 лет назад первый телескоп внезапно выявил неожиданные луны, планеты и пятна на Солнце, что породило преемственность космических теорий и привело к более совершенным инструментам, выявляющим развевающиеся туманности и собирающим звезды по дороге. Нужно отметить, что если вас интересует описание лунных дней, то вам нужно посетить данный сайт.

В середине 20 века радиотелескопы показали, что галактики — не статичные капли, а активные и кипучие источники энергии. До космического телескопа Кеплера мы думали, что экзопланеты — редкость во Вселенной; теперь мы подозреваем, что их может быть больше, чем звезд. Два десятилетия на околоземной орбите космический телескоп Хаббл помогал нам прорвать завесу времени, демонстрируя звездные ясли и доказывая, что галактики сталкиваются. Теперь и космический телескоп Джеймса Уэбба готовится стать спиной к солнечному свету, сделать шаг от Земли и позволить нам наблюдать холодные и темные пространства за Луной.

Запуск Уэбба назначен на 2018 год, а его строительством занимались 14 стран. Телескоп должен ответить на некоторые весьма амбициозные вопросы. Когда могучий телескоп будет запущен вместе с ракетой Европейского космического агентства Ariane 5 ECA, это ознаменует новую волну развития наземных и космических инструментов, включая несколько новых обсерваторий на Гавайях и Чили.

Если телескоп переживет свой запуск и путешествие длиной в 1,5 миллиона километров от Земли во вторую точку Лагранжа (L2) ­— одно из пяти мест в системе Земля-Солнце, где гравитация естественным образом будет удерживать космический аппарат на месте — он доставит астрономов ближе к началу времен и покажет проблески достопримечательностей, которые долгое время считались гипотетическими, но которых никто не видел: от рождения галактик до света первых звезд.

Миссия Уэбба целиком опирается на работу Больших обсерваторий NASA, четырех замечательных телескопов, чьи инструменты покрывают весь электромагнитный спектр. Четыре накладывающихся друг на друга миссии позволили ученым наблюдать одни и те же астрономические объекты в видимом, гамма-лучевом, рентгеновском и инфракрасном спектрах.

Хаббл, который размером с автобус, видит в первую очередь видимую область спектра и немного ультрафиолетового и инфракрасного. Его программа началась в 1990 году и благодаря дальнейшему обслуживаю продлится достаточно долго, чтобы передать эстафету Уэббу. Названный в честь Эдвина Хаббла, астронома, открывшего множество задач для изучения этим телескопом, он стал одним из самых продуктивных инструментов в научной истории, подарив нам феномены вроде рождения звезды и ее смерти, эволюции галактики и черных дыр (от теории до наблюдаемых фактов).

Вместе с Хабблом в большую четверку входит Комптоновская гамма-лучевая обсерватория (CGRO), Рентгеновская обсерватория «Чандра» и космический телескоп Спитцер.

CGRO, запущенная в 1991 и больше не обслуживаемая, обнаружила высокоэнергетические жестокие явления от 30 килоэлектрон-вольт (кэВ) до 30 гигаэлектрон-вольт (ГэВ), включая энергетические извержения ядер активных галактик.

«Чандра», запущенная в 1999 году и до сих пор остающаяся на плаву, наблюдает за черными дырами, квазарами и высокотемпературными газами в рентгеновском спектре, а также предоставляет важные данные о рождении, росте и конечной судьбе Вселенной.

Спитцер, который оккупировал орбиту прохождения Земли, изучает небо в тепловом инфракрасном (3-180 микрон) диапазоне, наблюдая за рождением звезд, галактическими центрами и холодными тусклыми звездами. Также он ищет те или иные молекулы в космосе.

Уэбб будет вглядываться в ближний и средний инфракрасный спектр, чему поспособствует его положение в точке L2 за луной и солнечные щиты, которые блокируют навязчивый свет Солнца, Земли и Луны, благоприятно влияя на охлаждение аппарата. Ученые надеются увидеть самые первые звезды Вселенной, образование и столкновение юных галактик, рождение звезд в протопланетарных системах — в которых, возможно, содержатся химические компоненты жизни.

Эти первые звезды могут хранить ключ к пониманию структуры Вселенной. Теоретически, где и как они формируются, напрямую связано с первыми моделями темной материи — невидимой таинственной субстации, которую обнаруживают по гравитационному воздействию — а их циклы жизни и смерти вызывают обратную связь, повлиявшую на формирование первых галактик. И поскольку сверхмассивные звезды с коротким периодом жизни примерно в 30-300 раз тяжелее нашего Солнца по массе (и в миллионы раз ярче), эти первые звезды могли бы взорваться в виде сверхновых, а после коллапсировать и образовать черные дыры, которые постепенно заняли центры большинства массивных галактик.

Видеть все это — безусловно, подвиг для инструментов, которые мы делали до сих пор. Благодаря новым инструментам, а также космическим аппаратам, мы сможем увидеть еще больше.

Добавить комментарий