Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba jest wreszcie gotowy do prowadzenia badań naukowych — i widzi wszechświat wyraźniej, niż oczekiwali nawet jego inżynierowie

NASA ma opublikować pierwsze zdjęcia wykonane przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba 12 lipca 2022 roku. Będą one oznaczać początek następnej ery w astronomii, gdy Webb — największy teleskop kosmiczny, jaki kiedykolwiek zbudowano — zacznie zbierać dane naukowe, które pomogą odpowiedzieć na pytania dotyczące najwcześniejszych momentów Wszechświata i pozwolą astronomom badać egzoplanety bardziej szczegółowo niż kiedykolwiek wcześniej . Jednak podróż, konfiguracja, testowanie i kalibracja zajęły prawie osiem miesięcy, aby upewnić się, że ten najcenniejszy z teleskopów jest gotowy na rozpoczęcie regularnej pracy.

Co się wydarzyło od wystrzelenia teleskopu?

Po udanym wystrzeleniu Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba 25 grudnia 2021 r. zespół rozpoczął długi proces umieszczania teleskopu na jego ostateczną pozycję orbitalną, rozkładania teleskopu i gdy wszystko się osiągnęło wymaganą temperaturę, kalibracji kamer i czujników na pokładzie. Start przebiegł tak gładko, jak tylko może to być start rakiety. Jedną z pierwszych rzeczy, które zauważyli inżynierowie z NASA, było to, że teleskop miał na pokładzie więcej paliwa, niż przewidywano, aby dokonać przyszłych korekt swojej orbity. Pozwoli to Webbowi działać znacznie dłużej niż początkowy cel misji na 10 lat.

Pierwszym zadaniem podczas miesięcznej podróży Webba do jego ostatecznej lokalizacji na orbicie było rozłożenie teleskopu. Poszło to bez żadnych problemów, zaczynając od rozłożenia białej osłony przeciwsłonecznej, która pomaga schłodzić teleskop, a następnie wyrównania luster i włączenia czujników. Gdy osłona przeciwsłoneczna była otwarta, zespół obsługi zaczął monitorować temperatury czterech kamer i spektrometrów na pokładzie, czekając, aż osiągną wystarczająco niskie temperatury, abyśmy mogli rozpocząć testowanie każdego z 17 różnych trybów, w których przyrządy mogą działać.

Co przetestowano jako pierwsze?

Kamery na Webbie ostygły tak, jak przewidywali inżynierowie, a pierwszym instrumentem, który włączył zespół, była kamera bliskiej podczerwieni — czyli NIRCam. Kamera NIRCam została zaprojektowana do badania słabego światła podczerwonego wytwarzanego przez najstarsze gwiazdy lub galaktyki we Wszechświecie. Ale zanim mógł to zrobić, NIRCam musiał pomóc wyrównać 18 poszczególnych segmentów lustra Webba. Gdy kamera NIRCam schłodziła się do minus 280 stopni Fahrenheita, było wystarczająco zimno, aby zacząć wykrywać światło odbijające się od segmentów zwierciadła Webba i tworzyć pierwsze obrazy teleskopu. Zespół NIRCam był zachwycony, gdy pojawił się pierwszy obraz świetlny.

W tym czasie uruchomiono również czujnik precyzyjnego prowadzenia Webb. Ten czujnik pomaga utrzymać teleskop w stałym nakierowaniu na cel — podobnie jak stabilizacja obrazu w konsumenckich aparatach cyfrowych. Wykorzystując gwiazdę HD84800 jako punkt odniesienia, zespół NIRCam pomogli ustawić wyrównanie segmentów lustra, aż było praktycznie idealne, znacznie lepsze niż minimum wymagane do udanej misji.

Jakie czujniki ożyły później?

Gdy wyrównanie zwierciadła zakończyło się 11 marca, spektrograf bliskiej podczerwieni — NIRSpec — oraz skaner bliskiej podczerwieni i spektrograf bez szczeliny — NIRISS — zakończyły chłodzenie i dołączyły do ​​pracy. NIRSpec jest przeznaczony do pomiaru natężenia światła o różnych długościach pochodzącego od obserwowanego obiektu. Informacje te mogą ujawnić skład i temperaturę odległych gwiazd i galaktyk. NIRSpec robi to, patrząc na swój obiekt przez szczelinę, która zatrzymuje inne długości światła. Przyrządy NIRSpec posiadają wiele szczelin, które pozwalają na jednoczesny podgląd 100 obiektów. Członkowie zespołu rozpoczęli od testowania trybu wielu celów, nakazując otwieranie i zamykanie szczelin, po czym potwierdzili, że szczeliny prawidłowo reagowały na polecenia. Kolejne kroki będą mierzyć dokładnie, gdzie wskazują szczeliny i sprawdzać, czy wiele celów można obserwować jednocześnie.

NIRISS to spektrograf bez szczelin, który również rozbija światło na różne długości fal, ale lepiej sprawdza się w obserwowaniu wszystkich obiektów w polu, a nie tylko tych na szczelinach. Ma kilka trybów, w tym dwa zaprojektowane specjalnie do badania egzoplanet znajdujących się szczególnie blisko ich gwiazd macierzystych. Jak dotąd kontrole i kalibracje przyrządu przebiegały sprawnie, a wyniki pokazują, że zarówno NIRSpec, jak i NIRISS dostarczą jeszcze lepsze dane, niż przewidywali inżynierowie przed startem.

Jaki był ostatni instrument, który się włączył?

Ostatnim instrumentem, który uruchomił się na Webbie, był instrument Mid-Infrared (MIRI). MIRI jest przeznaczony do robienia zdjęć odległych lub nowo powstałych galaktyk, a także słabych, małych obiektów, takich jak asteroidy. Ten czujnik wykrywa najdłuższe fale instrumentów Webba i musi być utrzymywany w temperaturze minus 267 stopni Celsjusza — tylko 11 stopni powyżej zera absolutnego. Gdyby było cieplej, detektory wyłapywałyby tylko ciepło z samego instrumentu, a nie interesujące obiekty w kosmosie. MIRI posiada własny system chłodzenia, który potrzebował dodatkowego czasu, aby stać się w pełni sprawnym, zanim urządzenie mogło zostać włączone.

Radioastronomowie znaleźli wskazówki, że istnieją galaktyki całkowicie ukryte przez pył i niewykrywalne przez teleskopy takie jak Hubble, które przechwytują długości fal światła podobne do tych widocznych dla ludzkiego oka. Ekstremalnie niskie temperatury sprawiają, że MIRI jest niezwykle wrażliwy na światło w zakresie średniej podczerwieni, które może łatwiej przenikać przez kurz. Kiedy ta czułość jest połączona z dużym lustrem Webba, pozwala MIRI na penetrację tych obłoków pyłu i ujawnienie gwiazd i struktur w takich galaktykach po raz pierwszy.

Co dalej z Webbem?

Od 15 czerwca 2022 r. wszystkie instrumenty Webba są włączone i zrobiły swoje pierwsze zdjęcia. Dodatkowo przetestowano i certyfikowano cztery tryby obrazowania, trzy tryby szeregów czasowych i trzy tryby spektroskopii, pozostawiając tylko trzy tryby. 12 lipca NASA planuje opublikować zestaw obserwacji, które ilustrują możliwości Webba. Pokażą one piękno obrazów Webba, a także dadzą astronomom prawdziwy posmak jakości otrzymywanych danych.

Po 12 lipca Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba rozpocznie pracę w pełnym wymiarze godzin nad misją naukową. Szczegółowy harmonogram na nadchodzący rok nie został jeszcze opublikowany, ale astronomowie na całym świecie z niecierpliwością czekają na pierwsze dane z najpotężniejszego teleskopu kosmicznego, jaki kiedykolwiek zbudowano.

info: Space.com

 

______________________
Spodobał Ci się wpis ? To postaw kawę Postaw mi kawę na buycoffee.to