НАСА 12-жылдын 2022-июлунда Джеймс Уэбб космостук телескобу (JWST) тарабынан тартылган алгачкы сүрөттөрдү жарыялоону пландаштырууда. Алар астрономиянын кийинки доорунун башталышын белгилешет, анткени Уэбб – мурда курулган эң чоң космостук телескоп – ааламдын эң алгачкы учурлары жөнүндөгү суроолорго жооп берүүгө жардам бере турган илимий маалыматтарды чогулта баштайт жана астрономдорго экзопланеталарды караганда көбүрөөк деталдуу изилдөөгө мүмкүндүк берет. буга чейин. Бирок бул эң баалуу телескоптун прайм-таймга даяр болушу үчүн сегиз айга жакын саякат, орнотуу, тестирлөө жана калибрлөө керек болду.
Эң күчтүү космос телескоп орбитага чыккандан кийин космоско, демек, убакыттын артына карай — мурунку бардык технологияларга караганда, астрономдорго Биг Бенгден көп өтпөй болгон шарттарды көрүүгө мүмкүндүк берет.
НАСАнын телескобу үчүн мунун баары кайдан башталат?
Биздин Саманчынын жолу галактикасында телескоп күн системасынан тышкаркы ааламдарды - күн сыртындагы планеталарды же экзопланеталарды - алардын атмосферасын органикалык молекулалар жана суу сыяктуу жашоонун белгилери үчүн изилдөө менен изилдейт.
25-жылдын 2021-декабрында Джеймс Уэбб телескобу ийгиликтүү ишке киргизилгенден кийин, команда аны акыркы орбиталык абалына жылдыруу, телескопту демонтаждоо жана нерселер муздагандан кийин борттогу камераларды жана сенсорлорду калибрлөө боюнча узак процессти баштады. Учуруу жайбаракат өттү. НАСАнын окумуштуулары байкаган биринчи нерселердин бири телескоптун бортунда орбитасына келечектеги оңдоолор үчүн күтүлгөндөн көп күйүүчү май калганы болду. Бул Уэббге миссиянын баштапкы 10 жылдык максатынан алда канча узак иштөөгө мүмкүндүк берет.
Уэббдин Айдын орбитадагы акыркы жерине чейинки сапарынын биринчи милдети телескопту жайгаштыруу болгон. Бул телескопту муздатууга жардам берген күн коргоочуну орнотуудан баштап эч кандай кыйынчылыксыз өттү. Андан кийин күзгүлөрдү тегиздөө жана сенсорлорду киргизүү болду. Веббидеги камералар, инженерлер болжолдогондой муздап бараткан жана команда биринчи күйгүзгөн инструмент Near Infrared Camera же NIRCam болду. NIRCam ааламдагы эң байыркы жылдыздар же галактикалар чыгарган алсыз инфракызыл жарыкты изилдөө үчүн иштелип чыккан. Бирок андан ары эмне болот?
Ошондой эле кызыктуу:
- Жылдыздар эмне үчүн жымыңдашат?
- Эмне үчүн космостук аппараттар 20-кылымдын процессорлору менен жабдылган?
Инфракызыл диапазондогу алгачкы аалам
Жарык мейкиндикти кыдырып чыгуу үчүн чектүү убакытты талап кылгандыктан, астрономдор объекттерди карап жатканда, алар чындыгында өткөндү карашат. Күндөн келген жарык Жерге жети мүнөттө жетет, ошондуктан биз Күндү караганыбызда аны жети мүнөт мурункудай көрөбүз.
Биз алыскы объектилерди алар кылымдар же миңдеген жылдар мурун кандай болсо, ошондой көрүп турабыз жана эң алыскы объектилерди жана галактикаларды Жер пайда болгонго чейин эле байкайбыз жана биз аларды көргөндө түп-тамырынан бери өзгөрүшү же жок болушу мүмкүн.
JWST ушунчалык күчтүү болгондуктан, ал ааламды болжол менен 13,6 миллиард жыл мурун, биз Биг Бенг деп атаган алгачкы тез инфляция мезгилинен 200 миллион жыл өткөндөн кийин байкай алат. Бул адамзаттын эң байыркы тарыхы. JWSTти алгачкы ааламды сүрөттөө үчүн ушунчалык күчтүү курал кылган нерсе, ал өзүнүн байкоолорун электромагниттик спектрдин инфракызыл аймагында жүргүзөт.
Бул алыскы булактардан бизге жарык келген сайын, ааламдын тездик менен кеңейиши ошол жарыкты созуп жатат. Бул алгачкы жылдыздардын жана галактикалардын жарыгы жакын жердеги жылдыздар менен галактикалардын жарыгына окшош болсо да, анын толкун узундугу электромагниттик спектрдин инфракызыл аймагына "жылдырылган" дегенди билдирет.
Эң алыскы жана эң байыркы галактикалар
Обсерватория алгачкы галактикаларды аныктоонун бир жолу - эң алыскы жана эң жаркыраган алты квазарды байкоо. Квазарлар активдүү галактикалык ядролордун (AGN) борборунда жайгашкан жана супермассивдүү кара тешиктер менен азыктанышат. Алар көп учурда алар жайгашкан галактикадагы бардык жылдыздардын бириккен нурлануусуна караганда жаркыраган.
JWST командасы тандаган квазарлар эң жаркырагандардын катарына кирет, демек, аларды азыктандырган кара тешиктер да эң күчтүү, керектөөчү, тагыраак айтканда, газ менен чаңды эң жогорку ылдамдыкта. Алар курчап турган газды жылыткан жана аны сыртка түрткөн эбегейсиз көлөмдөгү энергияны жаратып, галактикалар аркылуу жылдыздар аралык мейкиндикке жарылып кеткен күчтүү учактарды жаратышат.
JWST изилдөөчүлөрү курчап турган галактикаларга байкаларлык таасири бар квазарларды колдонуудан тышкары, алардын эволюциясын түшүнүү үчүн, Ааламдын тарыхындагы Реионизация доору деп аталган мезгилди изилдөө үчүн да квазарларды колдонушат. Бул аалам эң тунук болуп, жарыктын эркин жүрүүсүнө шарт түзгөн учур эле. Бул галактикалар аралык чөйрөдөгү нейтралдуу газдын заряддалган же иондоштурулганынан улам болгон.
JWST муну биз менен квазардын ортосундагы газды изилдөө үчүн фондук жарык булагы катары жаркыраган квазарларды колдонуу менен изилдейт. Жылдыздар аралык газ кандай жарыкты сиңирип алгандыгын байкоо менен изилдөөчүлөр жылдыздар аралык газдын нейтралдуу же иондоштурулганын аныктай алышат.
Бир эле учурда 100 галактика
JWST ааламды байкоо үчүн колдоно турган аспаптардын бири - Near Infrared Spectrograph (NIRSpec). Бул аспап Хаббл телескобу (төмөндөгү сүрөттө) тарабынан тартылган миңдеген галактикалардын кең бурчтуу сүрөтү сыяктуу байкаган галактикалардын визуалдык түрдө укмуштуудай сүрөттөрүн чыгарбайт. Анын ордуна, бул галактикалар жөнүндө маанилүү спектрографиялык маалыматтарды берип, алардын көбүн бир эле учурда көрүүгө мүмкүндүк берет.
Бул галактикалардын спектрлери химиялык курамы жөнүндө, атап айтканда, көптөгөн маалыматтарды камтыйт. Бул композицияларды изилдөө менен изилдөөчүлөр галактикалардын газ курамын жылдыздарга канчалык тез айландыра аларын көрүп, ааламдын эволюциясын жакшыраак түшүнүшөт.
Муну талап кылынган тактык менен жасоо үчүн чоң көлөмдөгү жарыкты бөгөттөө талап кылынат жана бул, адатта, бир эле учурда бир объектти изилдөөнү билдирет. JWST изилдөөгө ниеттенген объекттердин айрымдары ушунчалык алыс болгондуктан, алардын жарыгы укмуштай күңүрт, башкача айтканда, спектрдик сүрөттү түзүү үчүн жетиштүү маалыматтарды чогултуу үчүн аларды жүздөгөн саат бою байкоо керек.
Бактыга жараша, NIRSpec чейрек миллион жеке терезелер менен жабдылган, пластинка формасында жайгаштырылган адамдын чачынын өлчөмүндөгү микро жалюзи. Бул бул жалюзи үлгүсүн тууралоо менен, JWST бир эле учурда байкоо жүргүзүү үчүн көп сандагы объекттерди бир көрүнүштө байкай алат жана ал асмандагы объекттердин каалаган талаасы үчүн программаланат дегенди билдирет. НАСАнын эсептөөлөрү боюнча, бул NIRSpecке бир эле учурда 100 обсерваториядан спектрлерди чогултууга мүмкүндүк берет, буга чейин эч бир спектроскоп жасай албаган нерсе.
Ошондой эле окуңуз:
- Кванттык физиканын 100 жылы: 1920-жылдардагы теориялардан компьютерлерге чейин
- 5 келечектеги космостук миссиялар жөнүндө ойлонууга
Юпитерге барабар экзопланеталар
1990-жылдардын ортосунан жана Күн сымал жылдызды айланып турган планета табылгандан бери биздин экзопланеталар каталогубуз кеңейип, 4ден ашуун тастыкталган дүйнөнү камтыйт. Бул дүйнөнүн көбү, анын ичинде 51-жылы Мишель Майор жана Дидье Калонун швейцариялык командасы тарабынан ачылган 1995 Пегаси б экзопланетасы ысык Юпитерлер. Бул экзопланеталар өз жылдыздарын жакын аралап айланып, адатта бир нече сааттын ичинде революцияны аяктап, экзопланеталарды байкоо ыкмаларын колдонуу менен аларды оңой табууга мүмкүндүк берет.
Бул дүйнөлөр көп учурда жылдызы менен тыгыз байланышта болот, бул бир тарабы, түбөлүктүү күн тарабы абдан ысык экенин билдирет. Мындай дүйнөнүн жаркыраган мисалы жакында Хабблдын бортундагы спектроскопиялык камера тарабынан байкалган WASP-121b. Күн системабыздагы Юпитерден бир аз чоңураак темир жана алюминий бул планетанын күндүзгү тарабында бууланат жана бул буу үндүн ылдамдыгы менен түн тарапка ташылат. Бул элементтер муздагандан кийин металлдык жамгыр катары түшөт, ал эми алюминийдин бир бөлүгү башка элементтер менен биригип, суюк рубин жана сапфир жаашы катары чөгүшү мүмкүн.
Бул гигант планеталардын ата-жылдызына жакындыгы толкундуу күчтөрдүн аларга регби тобунун формасын беришине алып келиши мүмкүн. WASP-103b экзопланетасына эмне болду. Жерден миллион км алыстыкта жайгашкан JWSTтин ролунун бир бөлүгү бул агрессивдүү планеталардын чөйрөсүн жана атмосферасын изилдөө болот.
Супер Жерлер
Космостук телескоп байкоо үчүн колдоно турган экзопланеталардын дагы бир категориясы супер-Жер деп аталган. Булар Жерден 10 эсе чоң, бирок Нептун же Уран сыяктуу муз гиганттарынан жеңилирээк дүйнөлөр.
Супер-Жер сөзсүз түрдө биздин планета сыяктуу аскалуу болушу шарт эмес, бирок газдан, ал тургай газ менен таштын аралашмасынан да турушу мүмкүн. НАСА Жер массасынын 3төн 10го чейинки диапазонунда планеталардын курамынын ар түрдүү болушу мүмкүн экенин, анын ичинде суу дүйнөсү, карды планеталар же Нептун сыяктуу негизинен тыгыз газдан турган планеталар болушу мүмкүн экенин айтат.
НАСАнын JWST радарына кабылган алгачкы эки супер-жер лава менен капталган 55 Cancri e, 41 жарык жылы алыстыкта жайгашкан аскалуу планета жана LHS 3844b, чоңдугу Жерден эки эсе чоң болот. аскалуу бети бар, айга окшош, бирок маанилүү атмосферасы жок.
Бул эки дүйнө тең биз билгендей жашоо үчүн абдан жараксыз көрүнөт, бирок Саманчынын жолунун ар кайсы жерлеринде JWST изилдей турган башка экзопланеталар келечектүү болушу мүмкүн.
Ошондой эле кызыктуу:
- 10-жылы кара тешиктер жөнүндө биз билген эң кызык 2021 нерсе
- Терраформинг Марс: Кызыл планета жаңы Жерге айланышы мүмкүнбү?
TRAPPIST-1 системасы
Биринчи операциялык циклде телескоп Жерден 1 жарык жылы алыстыкта жайгашкан TRAPPIST-41 системасын жакындан изилдейт. 2017-жылы ачылган бул планеталык системаны адаттан тыш кылган нерсе, анын жети аскалуу дүйнөсү алардын жылдызынын активдүүлүк зонасында бар экендиги, бул аны буга чейин ачылган эң чоң потенциалдуу жер үстүндөгү дүйнөгө айландырганында.
Астрономдор жылдыздын айланасындагы жашоого ылайыктуу зонаны температура суюк суунун болушуна мүмкүндүк берген аймак катары аныкташат. Бул аймак суюк суу болушу үчүн өтө ысык да, өтө муздак да болбогондуктан, ал көп учурда Голдилокс аймагы деп аталат.
Бирок бул зонада болуу планета жашоого жарамдуу дегенди билдирбейт. Венера да, Марс да Күндүн айланасындагы зонанын ичинде, жана башка шарттардан улам, биз түшүнгөндөй, бир дагы планета жашоону ыңгайлуу камсыздай албайт. Планетардык коом башка факторлор, мисалы, күн шамалынын күчү, планетанын тыгыздыгы, чоң айлардын басымдуулук кылышы, планетанын орбитасынын багыты жана планетанын айлануусу (же анын жоктугу) негизги факторлор болушу мүмкүн деп болжолдойт. жашоо үчүн.
Органикалык молекулалар жана планеталардын төрөлүшү
НАСАнын JWST тарабынан ааламды инфракызыл изилдөөнүн артыкчылыктарынын бири - жылдыздар аралык газ менен чаңдын жыш жана массивдүү булуттарына көз салуу мүмкүнчүлүгү. Бул абдан кызыктуу угулбаса да, бул жылдыздар жана планеталар туулуп, жылдыз питомниктери деп аталган жерлер экенин эске алганда, келечек алда канча жагымдуу болот.
Космостун бул аймактарын көзгө көрүнгөн жарык спектринде байкоо мүмкүн эмес, анткени чаңдын курамы аларды тунук эмес кылат. Бирок, бул чаң электромагниттик нурлануунун инфракызыл толкун узундуктарынын диапазонунда таралышына мүмкүндүк берет. Бул JWST бул газ жана чаң булуттарынын жыш аймактарын алар кулап, жылдыздарды пайда кылып изилдей алат дегенди билдирет.
Мындан тышкары, космостук телескоп жаш жылдыздарды курчап турган жана планеталарды туудурган чаң жана газдын дисктерин да изилдей алат. Ал Күн системасындагы, анын ичинде Жер сыяктуу планеталардын кантип пайда болоорун гана көрсөтпөстөн, жашоо үчүн маанилүү органикалык молекулалардын бул протопланетар дисктеринде кантип бөлүштүрүлгөнүн да көрсөтө алат.
Ал эми өзгөчө JWST байкоого убактысы бар изилдөөчүлөр тарабынан иштей турган бир жылдыздуу питомник бар.
Ошондой эле окуңуз:
- Кызыл планетаны байкоо: Марс иллюзияларынын тарыхы
- Илимий көз караштан телепортация жана анын келечеги
Жаратылыштын түркүктөрү
Жаратылыш түркүктөрү адамзат тарабынан сүрөттөлгөн эң жаркыраган жана эң кооз космостук көрүнүштөрдүн бири. Жаратылыш түркүктөрүнүн (төмөндөгү сүрөттө) кооз сүрөттөрүн тарткан Хаббл космостук телескобу бул жарык жылына созулган бийик газ жана чаң мунараларына терең көз жүгүртө алган.
Бүркүт тумандуулугунда жана Жерден 6500 жарык жылы алыстыкта Жылан топ жылдызында жайгашкан, тунук эмес мамычалар – Жаратылуу мамылары – жылдыздардын интенсивдүү пайда болгон жерлери. Мамылардын ичиндеги жылдыздардын төрөлүү процесстеринин чоо-жайын чогултуу үчүн Хаббл аларды оптикалык жана инфракызыл жарыкта байкаган.
Инфракызыл жарык Жаратуу түркүктөрүнүн ичинде болуп жаткан процесстерге байкоо жүргүзүү үчүн зарыл, анткени башка акырлардай эле, көрүнүүчү жарык бул эмиссия тумандуулугунун жыш чаңына кире албайт.
Хаббл көрүнүүчү жарык үчүн оптималдаштырылган, бирок ал дагы эле мамылардын укмуштуудай инфракызыл сүрөттөрүн тартып, алардын ичинде жашаган кээ бир жаш жылдыздарды көрсөтө алды. JWST командасын толкунданткан нерсе – алардын күчтүү инфракызыл космостук телескобу космостун бул кызыктуу аймагын ачып бермек.
Юпитер, анын шакекчелери жана спутниктери
Күн системасындагы космостук телескоптун максаттарынын бири эң чоң планета, газ гиганты Юпитер болот. НАСАнын маалыматы боюнча, 40тан ашык изилдөөчүлөрдөн турган топ Юпитерди, анын шакек системасын жана анын эки жандоочусу: Ганимед жана Иону изилдей турган байкоо программасын иштеп чыгышкан. Бул Күн системасындагы биринчи телескоп изилдөөлөрүнүн бири болот, аны газ гигантынын жарыктыгына каршы калибрлөө керек, ошол эле учурда анын бир топ күңүрт шакекче системасын байкоого болот.
Юпитерге байкоо жүргүзө турган JWST командасы планетанын 10 сааттык күнүн да эске алышы керек. Бул бешинчи планетанын Күндөн тез орбитада айланган белгилүү бир аймагын изилдөө үчүн өзүнчө сүрөттөрдү чогуу "тигишти" талап кылат, мисалы Улуу Кызыл Ток - Күн системасындагы эң чоң бороон, бүт жерди жутуп алгыдай терең жана кенен. .
Астрономдор Улуу Кызыл Токтун үстүндөгү атмосферанын температурасынын өзгөрүшүнүн себебин, Юпитердин укмуштай күңүрт шакекчелеринин мүнөздөмөлөрүн жана Юпитердин жандоочусу Ганимеддин бетинин астында туздуу суудан турган суюк океанын бар экендигин жакшыраак түшүнүүгө аракет кылышат.
Астероиддер жана Жерге жакын объекттер
JWST Күн системасында ойной турган башка маанилүү ролдордун бири - инфракызыл диапазондогу астероиддерди жана Системанын башка кичинекей денелерин изилдөө. Изилдөө НАСА Жерге жакын объекттер (NEOs) катары классификациялаган нерселерди камтыйт, алар жакын жердеги планеталардын тартылуу күчү менен орбиталарга тартылып, Жердин айланасына кирүүгө мүмкүндүк берген кометалар жана астероиддер.
JWST астероиддерге жана NEOларга инфракызыл диапазондо байкоо жүргүзөт, бул жердеги телескоптордун же анча күчтүү эмес космостук телескоптордун жардамы менен Жердин атмосферасынан мүмкүн эмес. Бул астероиддерди баалоонун максаты бул телолордун бетинен жарыктын жутулушун жана эмиссиясын изилдөө болот, бул алардын курамын жакшыраак түшүнүүгө жардам бериши керек. JWST ошондой эле астрономдорго астероиддердин формаларын, алардын чаңынын курамын жана газды кантип бөлүп чыгарууну жакшыраак классификациялоого мүмкүндүк берет.
Астероиддерди изилдөө Күн системасынын жана анын планеталарынын 4,5 миллиард жыл мурун жаралышын түшүнүүгө умтулган илимпоздор үчүн өтө маанилүү. Себеби, алар планеталар пайда болуп жатканда бар болгон жана кичинекей планеталарды пайда кылуучу денелердин тартылуу күчүнөн качкан «бузулбаган» материалдардан турат.
Планеталардын, жылдыздардын жаралышын жана галактикалардын алгачкы учурларын изилдөө менен бирге бул миссия JWST илимдин эң фундаменталдуу сырларын кантип чечээрин дагы бир жолу көрсөтөт.
Кийинкиси эмне?
15-жылдын 2022-июнуна карата бардык NASA Webb аспаптары иштетилип, алгачкы сүрөттөр тартылды. Мындан тышкары, төрт сүрөттөө режими, үч убакыт сериясы режими жана үч спектроскопиялык режим сыналган жана тастыкталган, үчөө гана калды. Белгиленгендей, 12-июлда NASA Уэббдин мүмкүнчүлүктөрүн чагылдырган тизер байкоолордун топтомун чыгарууну пландаштырууда. Алар космостун сүрөттөрүнүн кооздугун көрсөтүп, астрономдорго алар ала турган маалыматтардын сапаты жөнүндө түшүнүк берет.
12-июлдан кийин Джеймс Уэбб космостук телескобу илимий миссиясын толук аткарып баштайт. Келерки жылдын деталдуу графиги чыга элек, бирок дүйнө жүзүндөгү астрономдор буга чейин курулган эң күчтүү космостук телескоптун алгачкы маалыматтарын чыдамсыздык менен күтүп жатышат.
Сиз Украинага орус баскынчыларына каршы күрөшүүгө жардам бере аласыз. Мунун эң жакшы жолу - Украинанын Куралдуу күчтөрүнө каражат берүү Savelife же расмий баракчасы аркылуу NBU.
Биздин баракчаларга жазылыңыз Twitter жана Facebook.
Ошондой эле окуңуз: