Wyjaśnienie: Jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba będzie szukał pierwszych uformowanych galaktyk

Teleskop jest wyposażony w cztery instrumenty naukowe – kamerę bliskiej podczerwieni, spektrometr bliskiej podczerwieni, instrument bliskiej podczerwieni, urządzenie do obrazowania w bliskiej podczerwieni i spektrograf bez szczelin. galaktyki, a także zajrzeć do wnętrza pyłu „Chmury są tam, gdzie dziś tworzą się gwiazdy i układy planetarne”, według NASA.

Zebrane dane pomogą znaleźć odpowiedzi na pytania z czterech obszarów współczesnej astronomii:

• pierwsze światło
• montaż galaktyk
• Narodziny gwiazd i układów protoplanetarnych
• Układy planetarne i pochodzenie życia.

Dlaczego warto nosić kamery na podczerwień?

Około 13,8 miliarda lat po Wielkim Wybuchu nasz Wszechświat jest niezwykle gorący i wypełniony gęstymi cząstkami. Gdy powoli się ochładzał, dał początek budulcom – helu i wodór. Badania wykazały, że pierwsze gwiazdy powstały około 150-200 milionów lat po Wielkim Wybuchu. Jak wyglądało pierwsze światło lub gwiazdy wszechświata? Webb ma na celu pomóc nam odpowiedzieć na takie pytania za pomocą kamer na podczerwień.

Światło z pierwszych gwiazd i galaktyk, które powstały około 13,6 miliarda lat temu, będzie musiało przebyć przestrzeń i czas, zanim dotrze do teleskopu. Zanim to światło dotrze do teleskopu, zmienia kolor, a zjawisko to nazywa się przesunięciem ku czerwieni. Światło widzialne lub ultrafioletowe z pierwszych gwiazd i galaktyk staje się czerwieńsze na długościach fal, zanim teleskop je dostrzeże. Z tego powodu Webb jest wyposażony w urządzenia bliskiej i średniej podczerwieni. Badając najstarsze galaktyki i porównując je z dzisiejszymi galaktykami, możemy zrozumieć wzrost i ewolucję galaktyk.

Jak Webb będzie badał narodziny gwiazd i układów planetarnych?

Gwiazdy rodzą się w obłokach ciepłego gazu i pyłu, młode gwiazdy zwykle emitują promieniowanie w bliskiej i średniej podczerwieni we wczesnych stadiach, a bliska i średnia podczerwień pomoże w badaniu tych obszarów powstawania gwiazd.

Instrument do obrazowania w bliskiej podczerwieni oraz bezszczelinowy spektrograf Webba pomogą w badaniu układów planetarnych. NIRISS może przechwytywać światło o długości fali od 0,6 mikrona (widoczna czerwień) do 5 mikronów (średnia podczerwień).

Webb jest również przeznaczony do badania planet naszego Układu Słonecznego – Marsa, Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna – oraz ich satelitów. Będzie również badał komety, asteroidy i mniejsze planety na orbicie Marsa lub poza nią.

Webb a inne teleskopy kosmiczne

Mówi się, że Teleskop Webba jest naukowym następcą Kosmicznych Teleskopów Hubble’a i Spitzera. Webb ma większe zwierciadło główne – około 2,5 razy większą średnicę niż lustro Hubble’a. Webb będzie operował daleko od Ziemi (1,5 mln km).

Teleskop Keplera został wystrzelony w 2009 roku i wycofany w 2018 roku i pomógł zidentyfikować planety w lub w pobliżu stref zamieszkałych innych gwiazd. NASA twierdzi, że Kepler jest „zaprojektowany jako 'szeroki i płytki’ teleskop do przeglądów, podczas gdy Webb jest przeznaczony do 'wąskich i głębokich’ skoncentrowanych badań z obrazowaniem w bliskiej i średniej podczerwieni oraz spektroskopią”.

Inny duży teleskop na podczerwień – Herschel Space Observatory – zbudowany i obsługiwany przez Europejską Agencję Kosmiczną, działał w latach 2009-2013.
Ale Webb i Herschel uzupełniają się. Webb byłby wrażliwy na długości fal od światła widzialnego do średniej podczerwieni, podczas gdy Herschel byłby wrażliwy na fale dalekiej podczerwieni.

„Pracując na dłuższych falach, Herschel widział znacznie chłodniejsze obiekty, takie jak wczesne etapy formowania się gwiazd w ciemnych obłokach i emisje cząstek, takich jak woda. Webb widziałby więcej zjawisk energetycznych, w tym powstawanie protogwiazd i bardzo odległych galaktyk” – mówi NASA. .

wiadomości | Kliknij, aby uzyskać najlepsze wyjaśnienie dnia w swojej skrzynce odbiorczej

Jak Webb będzie komunikować się z Ziemią?

Teleskop Webba wyśle ​​dane z powrotem na Ziemię za pośrednictwem nadajnika radiowego o wysokiej częstotliwości, a duże anteny radiowe, które są częścią sieci Deep Space Network NASA, odbiorą te sygnały. Zostanie wysłany do Webb Science and Operations Center w Space Telescope Science Institute w Baltimore, Maryland, USA