Przecław News

Informacje o Polsce. Wybierz tematy, o których chcesz dowiedzieć się więcej w Wiadomościach Przecławia.

Co zobaczy gigantyczny Teleskop Jamesa Webba, czego Hubble nie może zobaczyć?

Astronomowie tacy jak Kristen Chen są zachwyceni zbliżającym się startem Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba.

Instrument jest wart 10 miliardów dolarów, Połowa wielkości 737 Wypełniony pozłacanymi lustrami, okrąży miliony mil od Ziemi i skieruje się w miejsca, których ludzkość nigdy wcześniej nie widziała. Obejmuje to niektóre z Pierwsze gwiazdy w historii, odległe galaktyki i obce planety we wszechświecie.

„To naprawdę fajne”, wykrzyknął Chen, astronom z… Instytut Naukowy Teleskopu Kosmicznego, organizacja, która będzie obsługiwać Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST).

Oczekiwany start instrumentu został wyznaczony na 18 grudnia 2021 r., chociaż teleskop często pojawiał się w wiadomościach w ostatnich miesiącach z powodów niezwiązanych z jego naukowymi wysiłkami. NASA nazwała cudowną maszynę James Webb, dowódca NASA w latach 60., który nadzorował agencję w czasie, gdy rząd federalny był Prześladowali i wydalali pracowników LGBTQ Z NASA i innych działów. To był haniebny okres w amerykańskiej historii, zwany „tulipan przestraszyćW tej chwili NASA powiedziała, że Zachowasz znak JWST Po znalezieniu żadnego dowodu w sieci „wzywa do zmiany nazwy”.

Początkowo nazywany „teleskopem kosmicznym nowej generacji” w latach 90., JWST dołączy do legendarnego Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, aby rejestrować wyraźne widoki Wszechświata z kosmosu. Hubble to skarb nauki. W ciągu ostatnich trzech dekad teleskop Hubble’a krążył 340 mil nad Ziemią Bezprecedensowe wspaniałe widoki wszechświata i galaktyk, I planety. Jednak JWST nie zastępuje starzenia się Hubble’a. JWST to następca o różnych i zaawansowanych możliwościach.

Oto czym jest JWST, a na koniec Jesteś, zobaczy, że Hubble nie może.

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba znajduje się po lewej, a Kosmiczny Teleskop Hubble’a po prawej.
Źródło: NASA/GSFC

Patrząc w głęboką przeszłość

Teleskopy z dużymi lustrami widzą słabe obiekty. Dzieje się tak, ponieważ duże lustra wychwytują więcej światła. Wyobraź sobie cząsteczki światła jako piłeczki do ping-ponga, a lustra teleskopowe jako wiadro. Lustro Hubble’a ma średnicę około ośmiu stóp, podczas gdy lustro JWST jest znacznie większe i ma ponad 21 stóp średnicy.

READ  COVID-19 i grypa to różne choroby wywoływane przez różne wirusy

„Zbierzesz więcej piłek pingpongowych” – wyjaśnił Jean Creighton, astronom i dyrektor planetarium Manfred Olson z University of Wisconsin-Milwaukee.

Wychwytywanie większej ilości światła ma kluczowe znaczenie dla obserwacji najstarszych gwiazd i galaktyk, które powstały we wszechświecie ponad 13 miliardów lat temu. ten Wszechświat stale się rozszerza, co oznacza, że ​​stale rósł lub rozrastał się od czasu swego brutalnego wychowania ( „wielka eksplozja”), więc światło z tych starożytnych części wszechświata jest bardzo, bardzo, bardzo daleko (miliardy lata świetlne). Najdalsze światło opuściło gwiazdy miliardy lat temu, więc obserwowanie tego światła jest jak patrzenie w głęboką, głęboką przeszłość.

– Cofamy się w czasie – powiedział Chen. (Nawet gdy patrzymy na naszą gwiazdę – z ochroną – Spoglądamy też w przeszłość; On ona Zajmuje to ponad osiem minut dopóki światło słoneczne nie dotrze do ziemi.)

„Spoglądamy w czasie”.

Zobaczymy rzeczy bez precedensu.

„Zobaczymy pierwsze gwiazdy i galaktyki, jakie kiedykolwiek powstały” – powiedział Creighton. „Nie mogliśmy tego zrobić z Hubble’em”.

Porównanie wielkości między lustrem JWST a lustrem Hubble'a.

Porównanie wielkości między lustrem JWST a lustrem Hubble’a.
źródło: NASA

Hubble widzi słabe światło, które ma około miliarda lat. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, JWST ujrzy światło sprzed około 13,7 miliarda lat, kiedy zaczęły powstawać pierwsze gwiazdy i planety.

podnosząc zasłonę

Hubble patrzy głównie na światło, które widzą ludzie (alias „widzialne światło”). Ale istnieje wiele rodzajów światła, które potrafią nasze oczy nie widzę. JWST specjalizuje się w monitorowaniu jednego z nich, zwanego „Podczerwień, co pozwala astronomom zobaczyć znacznie większą liczbę gwiazd i planet.

W jaki sposób?

Wszechświat wypełniony jest gęstymi, podobnymi do dymu chmurami pyłu i gazu. „To przesłania wszystko” – wyjaśnił Jason Stephen, adiunkt fizyki na Uniwersytecie Nevada w Las Vegas, który poszukuje planet poza naszym Układem Słonecznym (znanych również jako egzoplanety).

READ  Wybierz się na wycieczkę po kraterze Gale na Marsie z łazikiem Curiosity Rover

Podnieś zasłonę.

Ale światło podczerwone może przenikać przez gęste chmury pyłu. Podczerwień dłużej długości fal światła widzialnego, dzięki czemu fale świetlne nie są w dużym stopniu rozpraszane (i są przesłonięte przez) cząstki we wszechświecie. Dłuższe fale, których szczyty i doliny są od siebie oddalone, z mniejszym prawdopodobieństwem zderzają się z cząsteczkami w kosmosie.

Poniższe porównanie zdjęć, wykonane przez Hubble’a, pokazuje, jak światło podczerwone prześlizguje się przez kosmiczny pył. To Mgławica Carina, olśniewająca chmura pyłu i gazu. Podczerwony obraz teleskopu Hubble’a ujawnia wiele gwiazd kryjących się za pyłem.

— Unosi zasłonę — powiedział Creighton.

Mgławica Carina jest widoczna w świetle widzialnym (po lewej) i podczerwonym (po prawej).

Mgławica Carina jest widoczna w świetle widzialnym (po lewej) i podczerwonym (po prawej).
Źródło: ASA/ESA/M. Livio/Hubble 20th Anniversary Team (STScI)

Różne długości fal światła, w tym fale światła widzialnego i podczerwonego.

Różne długości fal światła, w tym fale światła widzialnego i podczerwonego.
źródło: NASA

Co więcej, oglądanie galaktyk i odległych gwiazd jest znacznie łatwiejsze (a czasem nawet możliwe) dzięki obserwowaniu ich w świetle podczerwonym. Jak opisano wcześniej, Wszechświat stale się rozszerza, a światło, które podróżuje przez wszechświat, również się rozszerza. „Jeśli patrzysz na odległą galaktykę, to światło zostało rozciągnięte” – wyjaśnił Stephen. Długości fal światła stają się dłuższe.

to jest problem. „To może sprawić, że odległe obiekty będą bardzo słabe (lub niewidoczne) w widzialnych długościach fal światła, ponieważ światło dociera do nas jako światło podczerwone” NASA pisze. Ale celowniki na podczerwień JWST sprawiają, że niewidzialne staje się widoczne.

super ziemia

Niewiele jest rzeczy we wszechświecie bardziej ekscytujących niż planety zewnętrzne. Dlaczego niektóre z tych planet są znane, na przykład „super ziemia„Nasza planeta jest od 2 do 10 razy większa od naszej planety, może zawierać nadające się do zamieszkania środowiska skaliste, a nawet wodę. JWST spędzi znaczną ilość czasu na oglądaniu egzoplanet w innych układach gwiezdnych. (W przypadku JWST planety te będą wyświetlane jako kropki , Nie wielkie kolorowe planety.)

READ  Reakcja rodziców na przewlekły ból u dzieci

NASA już potwierdziła We wszechświecie znaleziono ponad 4500 egzoplanet. Ale ponieważ JWST jest w stanie zajrzeć przez chmury pyłu, astronom Chen spodziewa się znaleźć więcej.

Rysunek przedstawiający ziemię jest sprzeczny z koncepcją "Super Ziemia" 55 Cancri E.

Rysunek ukazujący Ziemię kontrastującą z pojęciem „super-Ziemi” 55 Cancri mi.
Źródło: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt (SSC)

Co najważniejsze, JWST po prostu nie wykryje obecności egzoplanet. Przeanalizuje ich atmosferę. teleskop Trzyma przyrząd zwany spektrometrem Może ujawnić, czym są cząstki, na podstawie interakcji z nimi światła. (Światło przechodzące na przykład przez parę wodną lub tlen zachowuje się w określony, dobrze znany sposób.)

nawet Stosunkowo nieciekawy obraz spektroskopowy Może być bardziej przydatny dla astronomów niż świetne zdjęcie. „Jest tam mnóstwo informacji” – wyjaśnił Creighton. „Daje o wiele więcej informacji niż ładny obrazek”.

Szczególnie interesujące dla uczonych Siedem znanych planet skalistych krąży wokół gwiazdy TRAPPIST-1, 40 lat świetlnych (235 bilionów mil) od Ziemi. James Webb może odkryć skalistą planetę ze śladami możliwego życia w jej atmosferze, takich jak tlen, glony i rośliny oddychające w naszym powietrzu.


Zanim jednak zacznie się cokolwiek z tej kosmologii, JWST ma przed sobą wspaniałą, jeśli nie żmudną, podróż do przodu.

Zobacz też:

Jeśli przerażająca asteroida uderzy w Ziemię, oto skąd się dowiesz

Po uruchomieniu gryzienia (niezwykle cennego ładunku robota) JWST musi odbyć milion milową podróż w kosmosie. Jego ciasno upakowane sześciokątne lustra muszą się prawidłowo rozkładać, co oznacza Osłony przeciwsłoneczne wielkości kortu tenisowego Powinno się rozwinąć zgodnie z planem. I w przeciwieństwie do Hubble’a astronauci nie mogą wystrzelić w kosmos i naprawić potencjalnych problemów z bardzo odległym teleskopem.

W astronomicznym świecie pojawiła się wielka wyrzutnia. „Wszyscy trzymają kciuki” – powiedział Stephen.