НАСА планира да објави прве слике које је направио свемирски телескоп Џејмс Веб (ЈВСТ) 12. јула 2022. Они ће означити почетак следеће ере у астрономији, јер ће Веб – највећи свемирски телескоп икада направљен – почети да прикупља научне податке који ће помоћи у одговору на питања о најранијим тренуцима постојања универзума и омогућити астрономима да проучавају егзопланете детаљније од икад раније. Али било је потребно скоро осам месеци путовања, подешавања, тестирања и калибрације да би се осигурало да је овај највреднији телескоп спреман за ударно време.
Најмоћнији простор телескоп, једном у орбити, завириће даље у свемир — а самим тим и даље у прошлост — од било које претходне технологије, омогућавајући астрономима да виде услове који су постојали убрзо након Великог праска.
Где све почиње за НАСА-ин телескоп?
У нашој галаксији Млечни пут, телескоп ће истраживати светове изван Сунчевог система - екстрасоларне планете или егзопланете - проучавајући њихову атмосферу у потрази за знаковима живота, као што су органски молекули и вода.
Након успешног лансирања телескопа Џејмс Веб 25. децембра 2021, тим је започео дуг процес његовог померања у коначну орбиталну позицију, растављања телескопа и, када се ствари охладе, калибрације камера и сензора на броду. Лансирање је прошло глатко. Једна од првих ствари које су научници НАСА-е приметили је да је телескоп имао више горива на броду него што се очекивало за будућа прилагођавања орбите. Ово би омогућило Вебу да ради много дуже од првобитног десетогодишњег циља мисије.
Први задатак на Вебовом лунарном путовању до његове коначне локације у орбити био је постављање телескопа. Прошло је без проблема, почевши од постављања штитника за сунце који помаже у хлађењу телескопа. Затим је дошло до поравнања огледала и укључивања сензора. Камере на Вебију су се хладиле, баш као што су инжењери предвидели, а први инструмент који је тим укључио била је Неар Инфраред Цамера, или НИРЦам. НИРЦам је дизајниран да проучава слабу инфрацрвену светлост коју емитују најстарије звезде или галаксије у универзуму. Али шта даље?
Такође занимљиво:
Рани универзум у инфрацрвеном опсегу
Пошто светлости треба ограничено време да путује кроз свемир, када астрономи гледају објекте, они заправо гледају у прошлост. Светлости са Сунца потребно је око седам минута да стигне до Земље, па када погледамо Сунце, видимо га какво је било пре седам минута.
Видимо удаљене објекте онаквима какви су били пре векова или миленијума, а најудаљеније објекте и галаксије посматрамо чак и пре формирања Земље, и до тренутка када их видимо, они могу бити фундаментално промењени или чак уништени.
ЈВСТ је толико моћан да ће моћи да посматра универзум какав је постојао пре око 13,6 милијарди година, 200 милиона година након периода почетне брзе инфлације који називамо Велики прасак. Ово је најстарија прошлост у коју је човечанство икада погледало. Оно што ЈВСТ чини тако моћним алатом за снимање раног универзума је то што своја посматрања спроводи у инфрацрвеном подручју електромагнетног спектра.
Како светлост путује до нас из ових удаљених извора, убрзано ширење универзума протеже ту светлост. То значи да док је светлост ових раних звезда и галаксија слична оној из оближњих звезда и галаксија, њена таласна дужина је „померена“ у инфрацрвену област електромагнетног спектра.
Најудаљеније и најстарије галаксије
Један од начина на који ће опсерваторија идентификовати ране галаксије је посматрање шест најудаљенијих и најсјајнијих квазара. Квазари се налазе у центру активних галактичких језгара (АГН) и напајају их супермасивне црне рупе. Често су светлије од зрачења свих звезда у галаксији у којој се налазе, заједно.
Квазари које је одабрао ЈВСТ тим су међу најсјајнијим, што значи да су црне рупе које их хране уједно и најмоћније, троше – или боље речено акреирају – гас и прашину највећом брзином. Они генеришу огромне количине енергије која загрева околни гас и гура га напоље, стварајући снажне млазове који пробијају галаксије у међузвездани простор.
Поред коришћења квазара, који имају приметан ефекат на околне галаксије, да би разумели њихову еволуцију, истраживачи ЈВСТ-а ће такође користити квазаре за проучавање периода у историји универзума који се зове Ера рејонизације. Био је то тренутак када је универзум постао најтранспарентнији и дозволио светлости да слободно путује. То се догодило зато што је неутрални гас у међугалактичком медију постао наелектрисан или јонизован.
ЈВСТ ће то истражити користећи светле квазаре као изворе светлости у позадини за проучавање гаса између нас и квазара. Посматрајући коју светлост апсорбује међузвездани гас, истраживачи ће моћи да утврде да ли је међузвездани гас неутралан или јонизован.
100 галаксија одједном
Један од инструмената који ће ЈВСТ користити за посматрање универзума је Блиски инфрацрвени спектрограф (НИРСпец). Овај инструмент неће произвести визуелно запањујуће слике галаксија које посматра као широкоугаоне слике хиљада галаксија које је направио свемирски телескоп Хуббле (на слици испод). Уместо тога, пружиће важне спектрографске информације о овим галаксијама, омогућавајући да се многе од њих виде одједном.
Спектри ових галаксија садрже много информација, посебно о хемијском саставу. Проучавајући ове композиције, истраживачи ће видети колико брзо галаксије могу да претворе свој гасни састав у звезде и тако боље разумеју еволуцију универзума.
Да бисте то урадили са потребном прецизношћу, потребно је блокирање велике количине светлости, а то обично значи проучавање једног по једног објекта. Неки од објеката које ЈВСТ намерава да проучава толико су удаљени да је њихова светлост невероватно пригушена, што значи да се морају посматрати стотинама сати да би се прикупило довољно података за изградњу спектралне слике.
На срећу, НИРСпец је опремљен са четврт милиона појединачних прозора са микрозатварачима величине људске косе распоређених у облатни узорак. То значи да ће подешавањем шаблона ових ролетни, ЈВСТ моћи да посматра велики број објеката у једном погледу ради истовременог посматрања, а може се програмирати за било које поље објеката на небу. Према проценама НАСА-е, ово ће омогућити НИРСпец-у да истовремено прикупља спектре из 100 опсерваторија, нешто што ниједан други спектроскоп раније није могао да уради.
Прочитајте такође:
- 100 година квантне физике: од теорија 1920-их до компјутера
- 5 будућих свемирских мисија о којима треба размишљати
Егзопланете величине Јупитера
Од средине 1990-их и открића планете која кружи око звезде сличне Сунцу, наш каталог егзопланета се проширио и сада укључује преко 4 потврђених светова. Већина ових светова, укључујући егзопланету 51 Пегаси б, коју је открио швајцарски тим Мицхел Маиор и Дидиер Цало 1995. године, су врући Јупитери. Ове егзопланете круже око својих звезда у непосредној близини, обично завршавајући револуцију за неколико сати, што их чини лаким за откривање коришћењем техника посматрања егзопланета.
Ови светови су често плимно везани за своју звезду, што значи да је једна страна, страна вечног дана, веома врућа. Упечатљив пример таквог света је ВАСП-121б, који је недавно посматрала спектроскопска камера на Хаблу. Нешто већи од Јупитера у нашем Сунчевом систему, гвожђе и алуминијум испаравају на дневној страни ове планете, а ова пара се преноси на ноћну страну надзвучним ветровима. Како се ови елементи хладе, они се таложе као метална киша, са могућношћу да се део алуминијума комбинује са другим елементима и таложи као течни рубин и сафир.
Близина ових џиновских планета њиховој матичној звезди може проузроковати плимне силе да им дају облик рагби лопте. Шта се десило са егзопланетом ВАСП-103б. Део улоге ЈВСТ-а са своје позиције милион километара од Земље биће проучавање окружења и атмосфере ових агресивних планета.
Супер Еартхс
Друга категорија егзопланета које ће свемирски телескоп користити за посматрање су такозване супер-Земље. Ово су светови који могу бити 10 пута масивнији од Земље, а ипак лакши од ледених дивова попут Нептуна или Урана.
Супер-Земље не морају нужно бити стеновите, као наша планета, већ се могу састојати од гаса или чак мешавине гаса и стена. НАСА каже да у распону од 3 до 10 Земљиних маса може постојати широк спектар планетарних композиција, укључујући водене светове, планете снежне кугле или планете које се, попут Нептуна, углавном састоје од густог гаса.
Прве две супер-Земље које ће се наћи под радаром НАСА-ине ЈВСТ биће прекривена лавом 55 Цанцри е, која изгледа као стеновита планета удаљена 41 светлосну годину, и ЛХС 3844б, која је дупло већа од Земље и изгледа да имају стеновиту површину, сличну месечевој, али без значајне атмосфере.
Оба ова света изгледају прилично неприкладна за живот какав познајемо, али друге егзопланете на различитим местима у Млечном путу које ће проучавати ЈВСТ могу бити више обећавајуће.
Такође занимљиво:
- 10 најчуднијих ствари које смо научили о црним рупама 2021
- Тераформирање Марса: Може ли се Црвена планета претворити у нову Земљу?
ТРАППИСТ-1 систем
Током првог оперативног циклуса, телескоп ће пажљиво проучавати систем ТРАППИСТ-1, који се налази 41 светлосну годину од Земље. Оно што овај планетарни систем, откривен 2017. године, чини необичним је чињеница да његових седам стеновитих светова постоји у зони активности њихове звезде, што га чини највећим потенцијално насељивим земаљским светом икада откривеним.
Астрономи дефинишу настањиву зону око звезде као регион где температура дозвољава постојање воде у течном стању. Пошто овај регион није ни превише врућ ни превише хладан да би постојала течна вода, често се назива Зоном Златокосе.
Међутим, бити у овој зони не значи да је планета погодна за становање. И Венера и Марс су унутар зоне око Сунца, и ниједна планета не може удобно да подржи живот како га ми разумемо због других услова. Планетарно друштво сугерише да други фактори, као што су снага соларног ветра, густина планете, преовлађивање великих месеци, оријентација орбите планете и ротација планете (или очигледан недостатак истих) могу бити кључни фактори за настањивост.
Органски молекули и планетарно рођење
Једна од предности инфрацрвеног истраживања универзума од стране НАСА ЈВСТ-а је могућност завиривања у густе и масивне облаке међузвезданог гаса и прашине. Иако ово можда не звучи баш узбудљиво, перспектива постаје много привлачнија када узмете у обзир да су то места на којима се рађају звезде и планете и која се називају звезданим расадницима.
Ове области простора се не могу посматрати у спектру видљиве светлости јер их садржај прашине чини непрозирним. Међутим, ова прашина омогућава ширење електромагнетног зрачења у инфрацрвеном опсегу таласних дужина. То значи да ће ЈВСТ моћи да проучава густе регионе ових облака гаса и прашине док се колабирају и формирају звезде.
Поред тога, свемирски телескоп ће моћи да проучава и дискове прашине и гаса који окружују младе звезде и рађају планете. Не само да би могао показати како се формирају планете попут оних у Сунчевом систему, укључујући Земљу, већ би могао показати и како су органски молекули витални за живот распоређени унутар ових протопланетарних дискова.
И постоји један звездани расадник на којем ће радити истраживачи који имају времена да посебно посматрају ЈВСТ.
Прочитајте такође:
- Посматрање црвене планете: историја марсовских илузија
- Телепортација са научне тачке гледишта и њена будућност
Стубови стварања
Стубови стварања су један од најсјајнијих и најлепших космичких призора које је човечанство икада приказало. Свемирски телескоп Хабл, који је снимио прелепе слике Стубова стварања (на слици испод), могао је да завири дубоко у ове светлосне године високе куле од гаса и прашине.
Смештени у маглини Орао и 6500 светлосних година од Земље у сазвежђу Змија, непрозирни стубови – Стубови стварања – су места интензивног формирања звезда. Да би прикупио детаље процеса рађања звезда унутар стубова, Хабл их је посматрао у оптичком и инфрацрвеном светлу.
Инфрацрвена светлост је неопходна за посматрање процеса који се дешавају унутар Стубова Креације јер, као и код других јасла, видљива светлост не може да продре у густу прашину ове емисионе маглине.
Хабл је оптимизован за видљиву светлост, али је ипак успео да направи запањујуће инфрацрвене слике стубова, показујући неке од младих звезда које живе у њима. То је оно што је узбудило ЈВСТ тим – њихов моћни инфрацрвени свемирски телескоп би открио овај фасцинантан регион свемира.
Јупитер, његови прстенови и месеци
Једна од мета свемирског телескопа у Сунчевом систему биће највећа планета, гасни гигант Јупитер. Према НАСА-и, тим од више од 40 истраживача развио је програм посматрања који ће проучавати Јупитер, његов систем прстенова и његова два месеца: Ганимед и Јо. Ово ће бити једно од првих телескопских истраживања у Сунчевом систему, које захтева да буде калибрисано у односу на осветљеност гасног гиганта, а истовремено ће моћи да посматра његов много затамњенији систем прстенова.
ЈВСТ тим који ће посматрати Јупитер такође мора узети у обзир 10-часовни дан планете. Ово би захтевало „спајање“ одвојених слика заједно да би се проучавао један одређени регион пете планете који кружи брзо од Сунца, као што је Велика црвена тачка – највећа олуја у Сунчевом систему, довољно дубока и широка да захвати целу Земљу .
Астрономи ће покушати да боље разумеју разлог за колебање температуре атмосфере изнад Велике црвене пеге, карактеристике Јупитерових изузетних тамних прстенова и присуство течног океана слане воде испод површине Јупитеровог месеца Ганимеда.
Астероиди и објекти близу Земље
Једна од других важних улога које ће ЈВСТ играти у Сунчевом систему је проучавање астероида и других мањих тела Система у инфрацрвеном опсегу. Студија ће укључити оно што НАСА класификује као објекте близу Земље (НЕО), а то су комете и астероиди који су гурнути гравитационим привлачењем оближњих планета у орбите које им омогућавају да уђу у Земљино суседство.
ЈВСТ ће спроводити посматрања астероида и НЕО у инфрацрвеном опсегу, што није могуће из Земљине атмосфере коришћењем земаљских телескопа или мање моћних свемирских телескопа. Сврха ових процена астероида биће проучавање апсорпције и емисије светлости са површине ових тела, што би требало да помогне да се боље разуме њихов састав. ЈВСТ ће такође омогућити астрономима да боље класификују облике астероида, њихов садржај прашине и начин на који емитују гас.
Проучавање астероида је од виталног значаја за научнике који желе да разумеју рођење Сунчевог система и његових планета пре 4,5 милијарди година. То је зато што су састављене од "неискварених" материјала који су постојали када су се планете формирале, а који су избегли гравитацију мањих тела која формирају планете.
Заједно са проучавањем рођења планета, звезда и раних тренутака самих галаксија, ова мисија још једном показује како ће ЈВСТ решити неке од најосновнијих мистерија науке.
Шта је следеће?
Од 15. јуна 2022. сви НАСА Вебб инструменти су укључени и прве слике су снимљене. Поред тога, тестирана су и сертификована четири режима снимања, три режима временске серије и три спектроскопска режима, а преостала су само три. Као што је већ поменуто, НАСА планира да 12. јула објави скуп запажања тизера који илуструју Вебове могућности. Они ће показати лепоту слика свемира, као и дати астрономима представу о квалитету података које ће добити.
После 12. јула свемирски телескоп Џејмс Веб почеће у потпуности да ради на својој научној мисији. Детаљан распоред за наредну годину још није објављен, али астрономи широм света жељно ишчекују прве податке са најмоћнијег свемирског телескопа икада направљеног.
Можете помоћи Украјини да се бори против руских освајача. Најбољи начин да то урадите је да донирате средства Оружаним снагама Украјине путем Савелифе или преко званичне странице НБУ.
Претплатите се на наше странице у Twitter то Facebook.
Прочитајте такође:
