Космический телескоп Джеймса Уэбба: новая эра в астрономии

10 107 просмотров
Об авторе

Джеймс Вебб

Этот телескоп должен будет заменить космический телескоп Хаббла и космический телескоп Спитцера. Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST, или просто Джеймс Уэбб) будет большим инфракрасным телескопом с 6,5-метровым основным зеркалом (в 5-6 раз больше, чем у Хаббла). Значение этого сложно переоценить, поскольку Хаббл был, возможно, одним из величайших изобретений человечества, а Джеймс Уэбб заявлен в 100 раз более мощным.

В конце концов, этот телескоп начнет с того момента, на котором остановился телескоп Хаббла, а именно со снимков Ultra и Extreme Deep Field. Помимо спутниковых снимков Планка и WMAP (которые предоставили нам фотографии излучения космического микроволнового фона), это старейшие снимки света, которые мы сделали, самые далекие галактики. К сожалению, очень скоро они покинут спектр видимого света, перейдут через красное смещение в инфракрасный из-за расширения Вселенной.

К счастью, инструменты Джеймса Уэбба разрабатываются для работы преимущественно в инфракрасном диапазоне электромагнитного спектра, с некоторыми возможностями работы в видимом диапазоне. Он будет чувствительным к свету с длиной волны 0,6–28 микрометров. У продвинутых научных инструментов на борту телескопа будет четыре основных темы для изучения: первый свет и эпоха реионизации, собрание галактик, рождение звезд, протопланетарных и планетарных систем и происхождение жизни.

Инфографика

Первый свет

Наши лучшие догадки говорят о том, что первые звезды были в 30-300 раз (а может, и больше) массивнее нашего Солнца и в миллионы раз ярче, выгорая всего за пару миллионов лет, прежде чем взорваться в виде сверхновых.

Высокая энергия ультрафиолетового света этих первых звезд была способна расщеплять атомы водорода на электроны и протоны (или ионизировать их). Наблюдения спектров далеких квазаров говорят нам, что это происходило, когда Вселенной был почти миллиард лет. Эта эпоха называется «эпохой реионизации». Процесс, в ходе которого большая часть нейтральных атомов водорода разрушается нарастающей радиацией, дает возможность косвенно изучать первые звезды.

Мы хотим изучать этот процесс, поскольку точно не знаем, когда проходил этот период, а первые звезды оказали сильное влияние на образование поздних объектов вроде галактик. Первые источники света выступили в качестве семян позднего образования крупных объектов.

Также первые звезды могли коллапсировать в черные дыры. Поедая материю, эти черные дыры могли образовать мини-квазары. Они, в свою очередь, могли вырасти и слиться, образовав те самые массивные черные дыры, которые обнаружены в центрах ВСЕХ галактик.

Сборка галактик

Астрономы знают, что первые галактики образовались спустя порядка миллиард лет после образования Вселенной. Большинство из этих галактик были небольшими и непостоянными, но некоторые прочертили параллели к нынешним галактикам.

Несмотря на огромный клад уже собранных данных, остается множество вопросов, заслуживающих лучших ответов. Ученые наверняка не знают, как образовались галактики и что придало им их формы. Ученые не знают, как химические элементы распределились в самих галактиках и подробности того, как центральные черные дыры в галактиках влияют на родительские галактики.

Ученые также в поисках ответов на то, что происходит, когда малые и большие галактики сталкиваются и объединяются — нужны ответы, которые будут лучше текущих компьютерных моделей.

Анализируя ранние галактики и сравнивая их с более новыми, можно отследить полную эволюцию и рост системы. Наблюдения с помощью спектроскопии сотен или тысяч галактик помогут ученым понять, как образовались и выстроились элементы тяжелее водорода по мере того, как галактики прогрессировали через века.

Рождение звезд и протопланетарных систем

Благодаря космическому телескопу Кеплера (который перестал охотиться за планетами из-за неисправности), мы знаем, что большое количество звезд имеет гигантские газовые планеты, которые вокруг них вращаются. Число подтвержденных планет и кандидатов в планеты исчисляется тысячами. Учитывая многообразие необычных планетарных систем, многие вопросы в настоящее время путают ученых.

Ученые понимают, что для того, чтобы лучше понять, как собрались планеты, им нужно больше наблюдений планет вокруг молодых звезд, а также больше наблюдений оставшегося мусора вокруг звезд, который может сливаться и образовывать планеты.

Образование звезд

И здесь в игру вступает инфракрасный. Технология, которая сможет пробить пыльные, плотные покровы облаков, скрывающих ядра, в которых происходит формирование звезд. В видимом спектре их не видно и нет никакой возможности увидеть. Продвинутая система фотографирования и спектроскопии космического телескопа Джеймса Уэбба позволит нам наблюдать звезды по мере их образования в пыльных коконах. Он также будет иметь возможность делать снимки дисков вокруг звезд и изучать органические молекулы, которые способствуют развитию и распространению жизни.

Чтобы проследить истоки Земли и жизни во Вселенной, ученые должны изучить формирование и эволюцию, включая материал вокруг звезд, где формируются планеты. Ключевым вопросом остается понять, как сложились строительные кирпичики жизни на планетах. Ученые не знают, все ли планеты в планетарной системе образовались на месте или же пришли внутрь после формирования во внешних пределах системы.

Первые планеты и зарождение жизни

Ледяной и пыльный мусор нашей внешней Солнечной системы является останками тех времен, когда наша система была очень юной. Космический телескоп Джеймса Уэбба получит инфракрасные снимки гигантских планет и планетарных систем и уточнит их возраст и массы, измеряя их спектры. Уэбб также сможет измерить спектры дисков вокруг звезд, чтобы определить составляющие таких дисков, приводящие к появлению планетарных систем. Изучение этих областей в деталях может пролить свет на происхождение жизни на Земле.

Запуск проекта пока намечен на 2018 год, а вместе с ним и революция в нашем понимания космоса.

Космический телескоп Джеймса Уэбба: новая эра в астрономии

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

14 комментариев

  1. storm X

    то есть? Хаббл заснял расширение Вселеннеой? выходит, оно не так далеко от нас продвинулась

  2. Nikolay-01

    Большой и умный телескоп на орбите, это нужный инструмент.

  3. Cool

    Дааа... как бы сша не обсирали, но они явно во всем рулят... а мы ток болтать умеем. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • Mr. Clever

      так болтают только ватники и просто глупые люди.

      • 0.5l

        остальные сидят в луже, но работают на перспективу

      • CSKA

        Вовремя ты написал. Да и прямо про самого себя. По тебе заметно)))

        • Mr. Clever

          Что именно прямо про меня и что конкретно заметно?

          • CSKA

            Что именно? Да, даже не знаю. Вон какой то дядька в километре от меня обсуждает игру Милана и Интера. Все в твоем комментарии отмечено тобой же

  4. VZH

    Интересно, если там чтото пойдет не так, как его будут чинить в точке лагранжа L2? Тот же хаббл - чинили-перечинили, меняли там все подряд много раз, но, благо, были шаттлы и лететь не далеко не надо. А L2 это всетаки 1.5 млн километров, в 4 раза дальше Луны.

  5. Earl

    Будем надеяться, что новый телескоп все-таки отправится на орбиту и принесет нам новые открытия. А то вроде были проблемы с финансированием его строительства и отправки.

  6. Higgs Boson

    автоматизированные дроиды-ремонтники в удалённом доступе..... всё что могу предложить для починки будущих поломок. ))

    • VZH

      Всетаки это не Кеплер за 500 миллионов, которого не жалко, а 7миллиардов.... и если через 3 года у него чтото сломается, ремонт будет золотой... а что, не бросать же!

  7. Atey

    Порой странный перевод в статье. Между фразами: "Ученые наверняка не знают" и "Ученые не знают наверняка" - две большие разницы. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.