Посмотрите, что способен увидеть в космосе преемник Хаббла. Обзор телескопа Уэбб

Галлактический телескоп Джеймса Уэбба (время от времени его именуют JWST либо Webb) — это орбитальная инфракрасная обсерватория, которая дополнит и расширит открытия галлактического телескопа Хаббла с наиболее длинноватым волновым охватом и усовершенствованной чувствительностью. Устройство Уэббуа дозволяет ему заглядывать в пылевые облака, где сейчас формируются звезды и планетные системы. Как Уэббу эту удается, а Хабблу — нет? Сравниваем два телескопа: их размеры и результаты наблюдений. Также рассказываем про 1-ое задание для телескопа, который только не так давно был вполне собран.

Уэбб против Хаббла

Подмена старенького телескопа либо преемник?

Уэбб нередко именуют подменой Хабблу, но в НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства — ведомство, принадлежащее федеральному правительству США) его предпочитают именовать преемником знаменитого телескопа. В конце концов, научные цели Уэбба были поставлены на основании приобретенных результатов от Хаббла.

Заслуги Хаббла подтолкнула ученых к идее применять волны большей длины, чтоб «выйти за границы» наблюдений. Наиболее удаленные объекты имеют высочайшее смещение в красноватый диапазон. Таковым образом, для наблюдения за этими отдаленными объектами (к примеру, первыми галактиками, образовавшимися во Вселенной) требуется инфракрасный телескоп.

Это еще одна причина, по которой Уэбб не является подменой Хабблу; его способности не схожи. Уэбб будет сначала глядеть на Вселенную в инфракрасном спектре, в то время как Хаббл изучает ее сначала на оптических и ультрафиолетовых длинах волн (хотя он имеет некие способности работы в инфракрасном свете).

Наблюдения в инфракрасном свете разрешают заглянуть за пылевую заавесь, и узреть, что за ней прячется.

Почему Уэбб лицезреет больше?

Свет распространяется в спектре частот вдоль электромагнитного диапазона. Наши глаза эволюционировали, чтоб найти полосу диапазона, которая известна как «видимый свет», что логично, беря во внимание, что наша атмосфера перекрывает почти все остальные длины волн. Но есть много остальных форм света, которые мы не можем созидать как снутри, так и за пределами нашей атмосферы.

НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства — ведомство, принадлежащее федеральному правительству США)

Инфракрасный свет имеет огромную длину волны и может проходить через объекты в пространстве, которые перекрывает видимый свет, такие как газ и пыль. Вот почему изображения, приобретенные при помощи телескопов, которые обнаруживают инфракрасные частоты, могут выделять объекты за пределами этих туч и казаться наиболее четкими, чем те, которые изготовлены при помощи остальных телескопов.

У Уэбба также еще большее зеркало, чем у Хаббла. Эта большая площадь сбора света значит, что Уэбб может заглянуть далее во времени, чем Хаббл способен это создать.

Не считая того, Хаббл находится на весьма близкой орбите вокруг Земли, а Уэбб будет на расстоянии 1,5 млн км во 2-ой точке Лагранжа (L2).

Будет ли Уэбб созодать такие же прекрасные снимки как Хаббл?

Да. Не считая того, что при помощи телескопа Уэбба ученые сумеют узреть то, что никогда ранее не лицезрели, у исследователей покажется возможность следить уже открытые объекты в новеньком свете. В буквальном смысле.

Краса и свойство астрономического изображения зависит от 2-ух вещей: резкости и количества пикселей в камере. В обоих вариантах Уэбб весьма похож и в почти всех отношениях лучше, чем Хаббл. Хотя изображения Уэбба будут инфракрасными, их можно конвертировать при помощи компа в видимое изображение. Не считая того, он может созидать оранжевый и красноватый видимый свет. Изображения Уэбба будут иными, но таковыми же прекрасными, как у Хаббла.

Сравниваем размеры телескопов

У Уэбба будет первичное зеркало поперечником 6,5 м, это дает ему существенно огромную площадь сбора, чем зеркала, доступные в галлактическом телескопе сегодняшнего поколения. Зеркало Хаббла намного меньше — 2,4 м в поперечнике и его площадь сбора инфы составляет 4,5 м². У Джеймса Уэбба эта площадь в 6,25 раза больше. Не считая того, у Уэбба будет существенно большее поле зрения, чем у камеры NICMOS на Хаббле. Уэбб сумеет охватить в 15 раз больше места.

Как далековато увидит Уэбб? И что не лицезреет Хаббл?

Из-за времени, которое требуется свету, чтоб путешествовать, чем мы далее от объекта, тем далее вспять во времени мы смотрим.

Эта иллюстрация ассоциирует разные телескопы и то, как далековато они могут созидать. На самом деле, Хаббл может созидать эквивалент «галактик-малышей», а телескоп Уэбба сумеет созидать уже «детские галактики». одна из обстоятельств, по которой Уэбб сумеет узреть 1-ые галактики, состоит в том, что это инфракрасный телескоп.

Чем далее объект, тем больше вспять мы смотрим из-за времени, которое требуется свету, чтоб путешествовать. Когда мы смотрим на объекты через улучшенный телескоп, мы лицезреем эти объекты практически таковыми же, какими они были, когда свет в первый раз покинул их 13,6 млрд лет вспять.

Благодаря собственной возможности созидать Вселенную в наиболее длинноволновом инфракрасном свете Джеймс Уэбб сумеет созидать некие из самых отдаленных галактик в нашей Вселенной, кроме видимого/ультрафиолетового излучения Хаббла. Это поэтому, что свет от удаленных объектов растягивается расширением нашей Вселенной, и эффект, узнаваемый как красноватое смещение. Таковым образом, в то время как Хаббл сумел просматривать «дети» галактик, Джеймс Уэбб начнет всматриваться в их рождение.

Вселенная (и, как следует, галактики в ней) расширяется. Когда мы говорим о самых отдаленных объектах, по сути в игру вступает Эйнштейн. расширение вселенной значит, что место меж объектами практически растягивается, заставляя объекты (галактики) отходить друг от друга. Не считая того, хоть какой свет в этом пространстве также будет растягиваться, сдвигая длину волны этого света в сторону наиболее длинноватых волн. Это в состоянии сделать отдаленные объекты весьма мерклыми (либо невидимыми) на видимых длинах волн света, поэтому что этот свет добивается нас уже как инфракрасный свет. Инфракрасные телескопы, такие как Уэбб, совершенно подступают для наблюдения за этими ранешними галактиками.

Сравниваем орбиту Уэбба и Хаббла 

Земля находится в 150 млн. км от Солнца, а Луна вращается вокруг Земли на расстоянии приблизительно 384 500 км. Галлактический телескоп Хаббла вращается вокруг Земли на высоте ~570 км над ней. По сути Уэбб не будет вращаться вокруг Земли — он будет находиться на расстоянии 1,5 млн км.

Уэбб будет вращаться вокруг Солнца на расстоянии 1,5 миллиона км (1 миллион миль) от Земли в так именуемой 2-ой точке Лагранжа либо L2. (Обратите внимание, что эта графика не в масштабе)

Так как Хаббл находится на околоземной орбите, галлактический челнок сумел запустить его в Космос. Уэбб будет запущен на ракете Ariane 5, и так как не будет находиться на околоземной орбите, то не предназначен для обслуживания галлактическим челноком.

Солнечный щит Уэбба будет перекрыть свет от Солнца, Земли и Луны. Это поможет Веббу оставаться в умеренном состоянии и не «отвлекаться» на ближний свет, что весьма принципиально для инфракрасного телескопа.

Когда Земля вращается вокруг Солнца, Уэбб будет вращаться вокруг нее — но остается недвижным в том же месте относительно Земли и Солнца

Индивидуальности Уэбба

Зеркала

Основное зеркало Уэбба имеет 18 частей, которые работают вкупе как один; они все могут быть настроены персонально. Его сегменты имеют массу ~20 кг любой и высотой около метра. Покрытие зеркал так тонкое, что человечий волос в 1 000 раз толще! У всякого сектора свои индивидуальности.

Почему шестиугольная форма?

Гексагональная форма допускает приблизительно круглое сегментированное зеркало с «высочайшим коэффициентом наполнения и шестикратной симметрией». Высочайший коэффициент наполнения значит, что сегменты соединяются без зазоров. Если б сегменты были круглыми, меж ними могли быть промежутки. Симметрия хороша тем, что для 18 частей необходимо всего 3 различных оптических рецепта, по 6 на любой (см. Правую диаграмму выше). В конце концов, желательна примерно круглая общая форма зеркала, так как она фокусирует свет в более малогабаритную область на сенсорах. к примеру, овальное зеркало дает изображения, вытянутые в одном направлении. Квадратное зеркало посылало много света из центральной области.

Ах так свет будет поступать на телескоп Уэбба.

чувствительность, разрешение и длина волны телескопа Уэбб

Уэбб так чувствителен, что может найти термическую сигнатуру шмеля на расстоянии луны и может созидать детали размером с копейку США (Соединённые Штаты Америки — Уэбб увидит Вселенную в свете, невидимом для людского глаза. Хотя кажется, что это сначала инфракрасный свет, он также может созидать красноватый и золотой видимый свет. (Спектр длин волн Уэбба составляет от 0,6 до 28,5 мкм).

Развертывание Уэбба. Как это произойдет?

Команда Webb Telescope также решила выстроить зеркало в секторах на структуре, которая складывается, чтоб он мог поместиться в ракету. Зеркало откроется опосля пуска: любой из 18 зеркальных частей гексагональной формы имеет поперечник 1,32 м. Вторичное зеркало Уэбба имеет поперечник 0,74 м.

https://www.youtube.com/watch?v=bTxLAGchWnA&feature=youtu.beЧто будет учить телескоп Уэбб?

1-ые звезды и галактики

Благодаря беспримерной чувствительности к инфракрасному излучению он будет глядеть во времени наиболее чем на 13,5 миллиардов лет, чтоб узреть 1-ые галактики, рожденные опосля Огромного взрыва. 

Как собираются галактики

Уэбб поможет астрологам ассоциировать самые слабенькие и самые ранешние галактики с современными величавыми спиралями и эллиптиками, помогая нам осознать, как галактики собираются за млрд лет

Рождение звезд и планетных систем

Уэбб сумеет созидать через мощные облака пыли, непрозрачные для обсерваторий видимого света, таковых как Хаббл, где появляются звезды и планетные системы.

Экзопланеты

Уэбб скажет нам больше о атмосферах внесолнечных планет и, может быть, даже отыщет строй блоки жизни в остальных местах вселенной. В дополнение к иным планетным системам Уэбб будет также учить объекты в нашей своей Солнечной системе.

1-ое задание Уэбба: он изучит Юпитер, его кольца и две интригующие луны

Различная команда из наиболее чем 40 исследователей, возглавляемая астрологом Инке де Патером из Калифорнийского института, Беркли и Тьерри Фуше из Обсерватории Парижа, разработала амбициозную программку наблюдений, которая проведет некие из первых научных наблюдений Уэбба в Солнечной системе. Они будут учить Юпитер, его кольцевую систему и две его луны: Ганимед и Ио.

Это будет вправду непростой <span class="wp-tooltip" title="Экспериментальная стратегия Характеризуется тем что в нем осуществляется целенаправленное наблюдение за любым действием в критериях регламентированного конфигурации отдельных черт критерий его протекания При всем этом п, подчеркивают ученые. Юпитер так броский, а инструменты Уэбба так чувствительны, что наблюдение за броской планеткой, ее наиболее слабенькими кольцами и лунами станет хорошим испытанием инноваторских технологий Уэбба.

Юпитер и его штормы

В дополнение к калибровке инструментов Уэбба для яркости Юпитера астрологи также должны учесть вращение планетки, поэтому что Юпитер завершает один денек всего за 10 часов. несколько изображений должны быть сшиты вкупе в мозаику, чтоб вполне захватить определенную область — к примеру, именитый шторм, узнаваемый как Огромное Красноватое Пятно, — задачка, которая усложняется, когда сам объект движется. В то время как почти все телескопы изучали Юпитер и его штормы, огромное зеркало Уэбба и массивные инструменты дадут новейшие идеи.

Штормовые циклоны окружают Северный полюс Юпитера, оккупированный в инфракрасном свете галлактическим кораблем НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства — ведомство, принадлежащее федеральному правительству США) Юнона.

Кредиты: НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства — ведомство, принадлежащее федеральному правительству США)/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM

Уэбб также изучит атмосферу полярного региона, где галлактический корабль НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства — ведомство, принадлежащее федеральному правительству США) Юнона нашел скопления циклонов. Спектроскопические данные Уэбба предоставят еще больше деталей, чем это было может быть в прошлых наблюдениях, измерениях ветра, частиц туч, состава газа и температуры.

Кольца Юпитера

У всех 4 газовых гигантов планет Солнечной системы есть кольца, при этом Сатурн является самым выдающимся. Кольцевая система Юпитера состоит из 3-х частей: плоского основного кольца; гало снутри основного кольца в форме двойной выпуклой линзы; и тонкое кольцо, наружное по отношению к основному кольцу. Кольцевая система Юпитера только слабенькая, поэтому что частички, из которых состоят кольца, так малы и редки, что не отражают много света. Рядом с яркостью планетки они фактически исчезают, бросая вызов астрологам.

На галлактическом корабле НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства — ведомство, принадлежащее федеральному правительству США) «Галилео» было получено изображение круговой системы Юпитера, включая диффузное наружное тонкое кольцо.

Кредиты: НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства — ведомство, принадлежащее федеральному правительству США)/JPL/Корнельский институт

Луна Юпитера — Ганимед 

несколько особенностей ледяного Ганимеда делают его захватывающим для астрологов. Кроме того, что она является самой большенный луной в Солнечной системе и даже больше, чем планетка Меркурий, это единственная популярная луна, владеющая своим магнитным полем. Команда изучит самые наружные части атмосферы Ганимеда, его экзосферы, чтоб лучше осознать взаимодействие Луны с частичками в магнитном поле Юпитера.

Есть также подтверждения того, что у Ганимеда быть может водянистый соленый морской океан под его толстым поверхностным льдом, который Уэбб будет изучить с подробным спектроскопическим исследованием поверхностных солей и остальных соединений. Опыт группы, изучающий поверхность Ганимеда, быть может полезен при предстоящем исследовании остальных спутников ледяной Солнечной системы, предположительно, имеющих подповерхностные океаны, включая спутник Сатурна Энцелад и спутник Юпитера Европа.

Луна Юпитера — Ио

В отличие от Ганимеда, другого спутника, команда изучит Ио, самый вулканически активный мир в Солнечной системе. Динамическая поверхность покрыта сотками большущих вулканов, которые превзойдут те, что на Земле, также озерами расплавленной лавы и гладкими поймами затвердевшей лавы. Астрологи планируют применять Уэбба, чтоб выяснить больше о воздействии вулканов Ио на его атмосферу.

Еще одна загадка, которую Уэбб разглядит на Ио, — это существование «укрытых вулканов», которые испускают газовые струи без светоотражающей пыли, которую можно найти при помощи галлактического корабля, такового как миссии НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства — ведомство, принадлежащее федеральному правительству США) «Вояджер» и «Галилео», и потому до сего времени остаются незамеченными. Высочайшее пространственное разрешение Уэбба дозволит выделить отдельные вулканы, которые ранее могли быть похожи на одну огромную точку доступа, позволяя астрологам собирать подробные данные о геологии Ио.

Галлактический корабль НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства — ведомство, принадлежащее федеральному правительству США) «Галилео» ловит Ио в разгар извержения вулкана.

Кредиты: НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства — ведомство, принадлежащее федеральному правительству США)/JPL/DLR

Уэбб также предоставит беспримерные данные о температуре жарких точек Ио и обусловит, поближе ли они к вулканизму на Земле сейчас либо имеют еще наиболее высшую температуру, схожую окружающей среде на Земле в 1-ые годы опосля ее образования. Прошлые наблюдения миссии «Галилео» и наземных обсерваторий намекали на эти высочайшие температуры; Уэбб продолжит исследования и предоставит новейшие подтверждения, которые могут решить вопросец.

Читать также

Астрологи отыскали наилучшее пространство на Земле для телескопа

В Испании и Англии зафиксировали рекордно высшую температуру

Германия воспретила разовые пластмассовые трубочки, приборы и посуду

Источник