James Webb kosminis teleskopas pagaliau yra pasirengęs atlikti mokslą ir mato visatą aiškiau, nei tikėjosi jo paties inžinieriai.

Planuojama, kad NASA pirmąsias James Webb kosminio teleskopo nuotraukas paskelbs 2022 m. liepos 12 d. Jos pradės kitą astronomijos erą, kai Webbas, didžiausias kada nors pastatytas kosminis teleskopas, pradės rinkti mokslinius duomenis, kurie padės. atsakyti į klausimus apie ankstyviausias visatos akimirkas ir leisti astronomams tyrinėti egzoplanetas išsamiau nei bet kada anksčiau. Tačiau prireikė beveik aštuonių mėnesių kelionių, montavimo, bandymų ir kalibravimo, kad įsitikintumėte, jog šis vertingiausias teleskopas yra paruoštas geriausiu laiku. Marcia Rieke, Arizonos universiteto astronomė o mokslininkė, atsakinga už vieną iš keturių Webb kamerų, paaiškina, ką ji ir jos kolegos darė, kad šis teleskopas pradėtų veikti.

1. Kas atsitiko po to, kai buvo paleistas teleskopas?

Po sėkmingo Jameso Webbo kosminio teleskopo paleidimo 2021 m. gruodžio 25 d., komanda pradėjo ilgą procesą, perkeldama teleskopą į galutinę orbitos padėtį, išskleidė teleskopą ir, kol viskas atvės, kalibravo laive esančias kameras ir jutiklius.

Paleidimas buvo toks sklandus, koks tik gali būti raketos paleidimas. Vienas iš pirmųjų dalykų, kuriuos pastebėjo mano NASA kolegos, buvo tai, kad teleskope buvo daugiau degalų, nei tikėtasi, kad ateityje būtų galima pakoreguoti savo orbitą. Tai leis Webb veikti daug ilgiau nei pradinis misijos 10 metų tikslas.

Pirmoji užduotis per mėnesį trukusią Webb kelionę į galutinę vietą orbitoje buvo išskleisti teleskopą. Tai vyko be kliūčių, pradedant nuo apsauginis kremas nuo saulės baltos pirštinės kuris padeda atvėsinti teleskopą, sureguliuoti veidrodžius ir įjungti jutiklius.

Atidarius skėtį nuo saulės, mūsų komanda pradėjo stebėti temperatūrą keturios kameros ir spektrometrai laivelaukiame, kol jie pasieks pakankamai žemą temperatūrą, kad galėtume pradėti bandyti kiekvieną iš jų 17 skirtingų režimų, kuriais instrumentai gali veikti.

Sudėtinga paauksuotos technologijos detalė ant stalo.

„NIRCam on Webb“ buvo pirmasis instrumentas, prisijungęs prie interneto ir padėjo suderinti visus 18 veidrodžių segmentų.
NASA Goddardo kosmoso centras / „Wikimedia Commons“.

2. Ką išbandėte pirmiausia?

Webb kameros aušino taip, kaip prognozavo inžinieriai, o pirmasis instrumentas, kurį komanda įjungė, buvo infraraudonųjų spindulių kamera arba NIRCam. NIRCam skirtas tirti silpna infraraudonųjų spindulių šviesa, kurią sukuria seniausios žvaigždės ar galaktikos Visatoje. Tačiau prieš tai NIRCam turėjo padėti suderinti 18 atskirų Webb veidrodžio segmentų.

Kai NIRCam atvėso iki minus 280 F, jis buvo pakankamai vėsus, kad būtų galima aptikti šviesą, atsispindinčią nuo Webb veidrodžio segmentų, ir sukurti pirmuosius teleskopo vaizdus. NIRCam komanda buvo ekstazė, kai pasirodė pirmasis šviesus vaizdas. Mes buvome versle!

Šie vaizdai parodė, kad veidrodžio segmentai buvo visi rodo į santykinai mažą dangaus plotąir sudėtis buvo daug geresnė nei blogiausiu atveju, kurį planavome.

Webb tikslus valdymo jutiklis taip pat pasirodė internete. Šis jutiklis padeda išlaikyti teleskopą nuolat nukreiptą į taikinį, panašiai kaip vaizdo stabilizavimas vartotojų skaitmeniniuose fotoaparatuose. Naudodami žvaigždę HD84800 kaip atskaitos tašką, mano kolegos iš NIRCam komandos padėjo pažymėti veidrodžio segmentų išlygiavimą, kol jis buvo beveik tobulas. daug geriau nei minimumas, reikalingas sėkmingai misijai.

3. Kokie jutikliai atgijo toliau?

Kai kovo 11 d. buvo užbaigtas veidrodžio išlygiavimas, artimojo infraraudonųjų spindulių spektrografas (NIRSpec) ir artimųjų infraraudonųjų spindulių vaizdo įrenginys bei plyšinis spektrografas (NIRISS) atvėso ir prisijungė prie vakarėlio.

NIRSpec skirtas matuoti skirtingų bangų ilgių šviesos intensyvumas ateina iš taikinio. Ši informacija gali atskleisti tolimų žvaigždžių ir galaktikų sudėtį ir temperatūrą. NIRSpec tai daro žiūrėdama į tikslinį objektą per plyšį, kuris nepraleidžia šviesos.

NIRSpec turi kelis lizdus, ​​kurie leidžia jums Pažiūrėkite į 100 objektų vienu metu. Komandos nariai pradėjo išbandydami kelių taikinių režimą, įsakydami plyšiams atidaryti ir uždaryti, ir patvirtino, kad plyšiai tinkamai reagavo į komandas. Būsimi veiksmai tiksliai išmatuos, kur yra plyšiai, ir tai patikrins vienu metu galima stebėti kelis taikinius.

NIRISS yra beplyšinis spektrografas, kuris taip pat skaido šviesą į skirtingus bangos ilgius, bet yra geresnis stebėkite visus lauko objektus, o ne tik tuos, kurie yra plyšiuose. Jis turi keletą režimų, įskaitant du, kurie yra specialiai sukurti egzoplanetoms, ypač arti jų pirminių žvaigždžių, tirti.

Iki šiol prietaisų patikrinimai ir kalibravimas vyko sklandžiai, o rezultatai rodo, kad tiek NIRSpec, tiek NIRISS pateiks dar geresnius duomenis nei inžinieriai prognozavo prieš paleidimą.

Du vaizdai, kuriuose matomas susivėlusis žvaigždžių ir dulkių tinklas, tačiau dešinėje esantis yra daug ryškesnis.

MIRI kamera, pavaizduota dešinėje, leidžia astronomams matyti pro dulkių debesis neįtikėtinai ryškiai, palyginti su ankstesniais teleskopais, tokiais kaip Spitzerio kosminis teleskopas, kuris padarė vaizdą kairėje.
NASA / JPL-Caltech (kairėje), NASA / ESA / CSA / STScI (dešinėje) / Flickr, CC BY

4. Koks buvo paskutinis instrumentas, kuris buvo įjungtas?

Paskutinė priemonė, kuri buvo paleista Webb, buvo vidutinio infraraudonųjų spindulių instrumentas arba MIRI. MIRI skirta fotografuoti tolimas arba naujai susiformavusias galaktikas, taip pat mažus, silpnus objektus, tokius kaip asteroidai. Šis jutiklis aptinka ilgiausius Webb prietaisų bangos ilgius ir turi būti laikomas minus 449 F, tik 11 laipsnių F virš absoliutaus nulio. Jei būtų šilčiau, detektoriai iš paties prietaiso gautų tik šilumą, o ne įdomius objektus erdvėje. MIRI turi savo aušinimo sistemąkad prireikė daugiau laiko, kad prietaisas pradėtų veikti visiškai, kad būtų galima įjungti.

Radijo astronomai rado požymių, kad galaktikos yra visiškai paslėptas dulkių ir neaptinkamas teleskopais, tokiais kaip Hablas kuri fiksuoja šviesos bangos ilgius, panašius į matomus žmogaus akimis. Itin žema temperatūra leidžia MIRI būti neįtikėtinai jautriam šviesai vidutinio infraraudonųjų spindulių diapazone, kuri gali lengviau prasiskverbti pro dulkes. Kai šis jautrumas derinamas su dideliu Webb veidrodžiu, jis leidžia naudoti MIRI prasiskverbti į šiuos dulkių debesis ir atskleisti žvaigždes bei struktūras tokiose galaktikose pirmą kartą.

5. Kas bus toliau su Webb?

2022 m. birželio 15 d. visi Webb instrumentai yra įjungti ir padarė pirmuosius vaizdus. Be to, buvo išbandyti ir sertifikuoti keturi vaizdo gavimo režimai, trys laiko eilučių režimai ir trys spektroskopiniai režimai, o paskutiniai liko tik trys.

NASA planuoja liepos 12 d išleisti anonsinių pastabų rinkinį iliustruojantis Webb galimybes. Tai parodys Webb vaizdų grožį ir taip pat suteiks astronomams tikrą gaunamų duomenų kokybės skonį.

Po liepos 12 d. James Webb kosminis teleskopas pradės visą darbo dieną vykdyti savo mokslinę misiją. Detalus kitų metų grafikas dar nepaskelbtas, tačiau viso pasaulio astronomai nekantriai laukia pirmųjų duomenų iš galingiausio kada nors pastatyto kosminio teleskopo.

Leave a Reply

Your email address will not be published.