НАСА/ЕСА/ЦСА свемирски телескоп Џејмс Веб се често помиње као наследник НАСА/ЕСА свемирског телескопа Хабл. У ствари, то је наследник много више. Уз укључивање средњег инфрацрвеног инструмента (МИРИ), Веб је такође наследио инфрацрвене свемирске телескопе као што су ЕСА свемирска инфрацрвена опсерваторија (ИСО) и НАСА-ин свемирски телескоп Спитзер.
У средњем инфрацрвеном опсегу, универзум се веома разликује од онога што смо навикли да видимо очима. Проширујући се од 3 до 30 микрометара, средњи инфрацрвени детектује небеске објекте са температурама између 30 и 700º Ц. У овом режиму, објекти који изгледају тамни на сликама видљивог светла сада блистају.
„Ово је веома интересантан опсег таласних дужина у смислу хемије која се може урадити и како можете разумети процес формирања звезда и шта се дешава у језгрима галаксија“, каже Гиллиан Вригхт, главни истраживач европског конзорцијума који је развио МИРИ инструмент. - Наше прве праве средње инфрацрвене увиде у свемир добили смо са ИСО, који је радио од новембра 1995. до октобра 1998. године. Стигавши у орбиту 2003. године, Шпицер је направио даљи напредак на сличним таласним дужинама. И ИСО и Спитзер открића су истакла потребу за средњим инфрацрвеним могућностима са већим површинама сакупљања за бољу осетљивост и угаону резолуцију како би се одговорило на многа важна питања у астрономији."
Џилијан и други почели су да сањају о инструменту који би могао да види средњи инфрацрвени део са живописним детаљима. На њихову несрећу, ЕСА и НАСА су виделе краће таласне дужине блиског инфрацрвеног зрачења као Вебову примарну мету. ЕСА је водила развој блиског инфрацрвеног спектрометра названог НИРСпец, док је НАСА циљала на термовизир назван НИРЦам.
Незастрашени, када је ЕСА објавила позив за подношење пријава за проучавање свог блиског инфрацрвеног спектрометра, Џилијан и њене колеге виделе су прилику. „Водио сам тим који је послао прилично храбар одговор. Речено је да ћемо проучавати блиски инфрацрвени спектрограф, али ћемо такође имати додатни канал који ће се бавити свим овим средњим инфрацрвеним научним студијама. И представили смо научни случај зашто би средња инфрацрвена астрономија била фантастична на Вебу“, каже она.
Иако њен тим није добио тај конкретни уговор, храбар потез је помогао да се подигне профил средње инфрацрвене астрономије у Европи, а она је сама позвана да представља те научне интересе у другој студији ЕСА која испитује капацитет европске индустрије да направи инфрацрвене инструменте. . Уз подршку академских институција из целе Европе, део овог истраживања био је посвећен инструментима у средњем инфрацрвеном опсегу.
Резултати су били толико охрабрујући, као и резултати паралелних студија које су водиле САД, да је интересовање за такав уређај постало још веће. Након што су окупили међународну групу научника и инжењера у Европи који су вољни и способни да дизајнирају и направе инструмент – и, што је најважније, да прикупе новац за то – Јиллиан и њене колеге су охрабриле и постепено убедиле ЕСА и НАСА да га укључе у Вебб програм.
Проширивање европског лидерства у овом начину рада на област међународне сарадње са САД, на НАСА-ину водећу мисију, где је култура прављења инструмената толико различита, није био гарантован рецепт за успех. „Највећи страх је био да ће ова сложеност бити највећа претња инструменту“, каже Хозе Лоренцо Алварез, менаџер МИРИ инструмента у ЕСА. Али ризик се исплатио.
Поред привлачења сопствених средстава, конзорцијум је добио још једно упозорење: инструмент не би требало да утиче на Вебове радне температуре и оптику. Другим речима, телескоп ће остати оптимизован за блиске инфрацрвене инструменте, а МИРИ ће узети све што може. Ово би ограничило перформансе инструмента на више од десет микрометара, али за Џилијан је то била мала цена.
Једна од највећих технолошких препрека била је то што је МИРИ морао да ради на нижој температури од инфрацрвених инструмената. Ово је постигнуто помоћу механизма криохладњака који је обезбедила НАСА-ина Лабораторија за млазни погон. Да би био осетљив на средње инфрацрвене таласе, МИРИ ради на температури од око -267°Ц.
Ово је ниже од просечне површинске температуре Плутона од око 40 Келвина (-233°Ц). Случајно, ово је температура на којој раде други инструменти и телескоп. Обе температуре су изузетно ниске, али због ове разлике, топлота из телескопа би и даље продирала у МИРИ када би била причвршћена на телескоп ако нису термички изоловани један од другог.
Још један изазов био је ограничен простор на располагању за инструмент на телескопу. Ово је било још теже јер је МИРИ требало да буде ефективно два инструмента у једном - имагер и спектрометар. Ово је захтевало неки паметан рад на дизајну.
Чак и након што је инструмент завршен и испоручен НАСА-и ради интеграције са остатком телескопа, тим се суочио са још више изазова.
Изградња изузетно сложеног телескопа трајала је дуже него што је ико могао да замисли, што значи да ће МИРИ и други инструменти морати да остану на Земљи много дуже него што је првобитно планирано.
Затим, на Божић 2021. године, ЕСА-ина лансирна ракета Ариане 5 испоручила је свемирску летелицу у орбиту у савршеном лансирању. Током наредних недеља и месеци, земаљски тимови су припремили телескоп и његове инструменте и предали их научницима. Заједно са другим инструментима, МИРИ сада шаље податке о којима су научници само сањали.
МИРИ подаци су били широко заступљени на најранијим Вебовим сликама, укључујући "планине" и "долине" маглине Царина, групу галаксија Стефан Куинтет у интеракцији и маглину Јужни прстен. Наредне слике су наставиле да подижу летвицу у погледу лепоте и науке. Међутим, пошто је МИРИ тако велики корак напред у односу на било који претходни средњи инфрацрвени инструмент, летвица се такође подиже у смислу могућности интерпретације слике.
Али ово је суштина напредне науке, а астрономи већ журе да развију детаљније компјутерске моделе који им могу рећи више о различитим физичким процесима који узрокују појављивање података у средњем инфрацрвеном опсегу.
МИРИ, заједно са другим алатима на Вебу, има потенцијал да унапреди сваку област астрономије. Ово је врста трансформативне науке која постаје могућа само кроз значајно проширење могућности. И то је сјајан доказ тимског рада и међународне сарадње који су ушли у изградњу телескопа уопште, а посебно МИРИ.
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.
Прочитајте такође:
- Хабл је уочио пар Гербиг-Аро објеката у сазвежђу Орион
- Телескоп Џејмс Веб проучаваће егзопланете погодне за живот