Що може зробити космічний телескоп Джеймса Вебба?

Вчений стоїть перед космічним телескопом Джеймса Вебба під час тестування

Дізнайтеся, як порівнюються космічний телескоп Хаббл і новий космічний телескоп Джеймса Вебба



Космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) планується запустити NASA 22 грудня 2021 року.

Його часто називають «наступником» космічного телескопа Хаббл, який був запущений у 1990 році. Але наскільки вони насправді схожі?





Дізнайтеся, як космічний телескоп Джеймса Вебба і космічний телескоп Хаббл порівнюються з астрономами з Гринвічської королівської обсерваторії.

Запуск космічного телескопа Джеймса Вебба

Поточна дата запуску: 22 грудня 2021 року



кров'яний місяць блакитний місяць

Очікуваний час запуску: 12:20 GMT (7:20 EST)

Місце запуску: Космодром Європи , Французька Гвіана

Запустити пряму трансляцію: доступний незабаром



Який тип світла бачать телескопи?

Хаббл

JWST

Видимі і ультрафіолетовими



Основна увага Хаббла зосереджена на видимому та ультрафіолетовому світлі. Його прилади можуть спостерігати невелику частину інфрачервоного спектру від 0,8 до 2,5 мікрон, але не в тій мірі, в якій може Джеймс Вебб. Замість цього він фокусує свої унікальні ультрафіолетові (0,1-0,4 мікрон) можливості на роботі, яку неможливо виконати з землі, а свої видимі (0,4-0,8 мікрон) світлові інструменти на створенні зображень високої роздільної здатності, з якими ми найбільше знайомі.

Червоний та інфрачервоний





JWST був розроблений для фокусування на інфрачервоній частині спектра від 0,6 (червоне світло) до 28 мікрон (інфрачервоний). Це означає, що він не зможе бачити в ультрафіолетовому світлі, як Хаббл, але зможе фокусуватися на яскравих інфрачервоних об’єктах, як-от надзвичайно далекі галактики.

Світло поширюється в діапазоні частот уздовж електромагнітного спектру. Наші очі еволюціонували, щоб розпізнавати смугу спектру, відому як «видиме світло», що не дивно, враховуючи, що наша атмосфера блокує багато інших довжин хвиль.



Проте є багато інших форм світла, які ми не можемо побачити, як всередині, так і за межами нашої атмосфери.



Електромагнітний спектр NASA.

Інфрачервоне світло має більшу довжину хвилі і може проходити через об’єкти в просторі, які блокують видиме світло, наприклад газ і пил. Ось чому зображення, зроблені за допомогою телескопів, які виявляють інфрачервоні частоти, можуть виділяти об’єкти за межами цих хмар і виглядати чіткіше, ніж ті, зроблені за допомогою інших телескопів.

чому почалася атлантична работоргівля
Порівняльні види гори Містик NASA/ESA/M. Команда Livio & Hubble, присвячена 20-річчю

Порівняльні види гори Містик (NASA/ESA/M. Livio & Hubble 20th Anniversary Team)



Отже, космічний телескоп Джеймса Вебба замінить космічний телескоп Хаббл?

Оскільки JWST не охоплює ті ж типи світла, на які здатний Hubble, він насправді не «замінює» ті ж можливості, які має Hubble.

Проте, хоча ми втратимо можливість бачити в ультрафіолетовому світлі так само, як і Хаббл, розширивши діапазон довжин хвиль до інфрачервоного світла, JWST надасть доступ до частини спектру, якого ніколи не було у Хаббла.

Наскільки великі космічні телескопи Хаббл і Джеймс Вебб?

Хаббл

Джеймс Вебб

Хаббл має довжину 13,2 метра (43,5 фута), а його максимальний діаметр становить 4,2 метра (14 футів). Це приблизно розмір великої вантажівки.

Апертура Хаббла (частина, здатна сприймати світло) становить 2,4 метра

Розмір сонцезахисного коза JWST становить приблизно 22 на 12 метрів (69,5 футів x 46,5 футів). Він приблизно вдвічі менший за літак 737. Сонцезахисний козирок розміром приблизно з тенісний корт.

Діафрагма JWST становить 6,5 метрів

JWST матиме великий сонцезахисний щиток, який допоможе зберегти телескоп прохолодним. Це важливо для всіх космічних телескопів, але особливо актуально для інфрачервоних телескопів, таких як JWST, оскільки «теплі» об’єкти випромінюють багато інфрачервоного світла.

Якщо сам телескоп не охолоджується, то телескоп ризикує засліпити себе від світла будь-якого об’єкта, який він намагається спостерігати.

Тенісний корт

Головним удосконаленням тут є апертура телескопа.

Фактично це розмір отвору на кінці телескопа, або, у випадку подібних телескопів, розмір дзеркала, яке використовується для збору світла. Це еквівалент зіниці в центрі нашого ока, темна «дірка», яка пропускає світло.

Чим більше апертура, тим більше світла може зібрати телескоп за один раз, і тим слабший об’єкт він може побачити.

Хаббл з діафрагмою 2,4 метра може бачити об'єкти щонайменше в 60 000 разів слабші за людське око (яке потім значно розширюється за допомогою камер для фотографування з довгою витримкою).

Завдяки дзеркалу майже в три рази ширше, JWST зможе бачити об’єкти майже в дев’ять разів слабші, ніж Hubble, що дозволить нам зазирнути ще далі в космос.

Охоронці СкорпіонаПодії Курси астрономії в Королівській обсерваторії Відкрийте для себе наш асортимент курсів астрономії, які підходять для різних людей та досвіду Знайдіть курс Виставка «Астрономічний фотограф року» Виставка Дивіться найкращі космічні фотографії в Національному морському музеї Відвідайте зараз Атракціон Королівська обсерваторія Відвідайте будинок середнього за Гринвічем (GMT), головного меридіана світу та єдиного лондонського планетарію, відвідайте зараз

Які відстані між телескопами і Землею?

Хаббл

JWST

Космічний телескоп Хаббл обертається навколо Землі на висоті ~570 км

JWST насправді не буде обертатися навколо Землі. Замість цього він буде знаходитися в точці Лагранжа Земля-Сонце L2. Ця точка знаходиться приблизно на 1,5 мільйона кілометрів далі від Сонця, ніж Земля

що означають левий і правий борт

Космічні телескопи мають величезну перевагу перед наземними. Перебуваючи над атмосферою, їм не потрібно вдивлятися в повітря, що змінюється, щоб зазирнути в глибокий космос, що надає їм чіткіший огляд, ніж більшість наземних телескопів. На них також не впливає погода, що може стати великою проблемою для астрономів.

Однак перебування в космосі значно ускладнює виправлення несправностей. Відомо, що у телескопа Hubble був невеликий недолік у своєму дзеркалі під час запуску, який вимагав виправлення місії в космос.

JWST не матиме такого порятунку. На відстані 1,5 мільйона кілометрів, набагато далі, ніж будь-яка людина коли-небудь подорожувала, якщо щось піде не так, ви не зможете відправитися в космос і виправити це.

Його розміщують у такому віддаленому місці з кількох причин. Він утримує телескоп далеко від відбитого випромінювання Землі, що є одним із багатьох варіантів, розроблених для того, щоб цей високочутливий телескоп охолоджував. Він також буде в місці, де гравітація Сонця і Землі будуть працювати разом, що полегшить утримання супутника на місці.

Як далеко назад у часі може побачити JWST?

Чим далі знаходиться об’єкт, тим далі ми дивимося назад у часі. Це пов’язано з часом, за який світло проходить від об’єкта до нас.

Завдяки більшому дзеркалу JWST він зможе побачити майже весь шлях до початку Всесвіту, приблизно 13,7 мільярдів років тому.

Завдяки своїй здатності розглядати Всесвіт в інфрачервоному світлі з більшою довжиною хвилі, JWST зможе бачити деякі з найвіддаленіших галактик у нашому Всесвіті, безумовно, легше, ніж у видимому/ультрафіолетовому світлі Хаббла.

Це пояснюється тим, що світло від далеких об’єктів розтягується через розширення нашого Всесвіту – ефект, відомий як червоне зміщення – виштовхуючи світло з видимого діапазону в інфрачервоний діапазон.

Чому JWST так довго затримується?

Космічні проекти часто займають більше часу, ніж очікувалося, але JWST пощастило більше, ніж більшість.

календар фаз місяця гугл

Спочатку планувалося, що його запустять у 2007 році, але серйозний переробка, зростання витрат і затримок привели до того, що його було перенесено приблизно на 2018 рік. Проте період тестування з 2016 року також страждав від великих затримок, і подальша затримка була викликана глобальна пандемія 2020 року.

Запуск було перенесено на 18 грудня 2021 року, але ця дата була перенесена не раніше ніж на 22 грудня через «інцидент» під час підготовки до запуску. У заяві NASA сказано, що розслідує цю проблему та підтвердить нову дату запуску.

Інцидент стався під час роботи на базі підготовки супутників у Куру, Французька Гвіана, що виконується під загальною відповідальністю Arianespace. Техніки готувались підключити Webb до адаптера ракети-носія, який використовується для інтеграції обсерваторії з верхнім ступенем ракети Ariane 5. Раптовий, незапланований вивільнення затискної стрічки, яка кріпить Вебба до адаптера ракети-носія, викликала вібрацію по всій обсерваторії.

Заява NASA

Можна очікувати невеликої затримки, якщо погода в день запуску буде невідповідною, але вчені сподіваються, що до кінця року JWST буде на орбіті над Землею і чекатиме його переміщення до місця свого останнього спочинку в L2 і поч. нової ери в астрономії.

Магазин Королівська обсерваторія Грінвіч висвітлює набір астрономічних посібників з 2 штук від £18.00 Спеціальна ціна. Заощадьте £1,98, купивши разом два доступних назви астрономії з нової серії посібників Royal Observatory Greenwich Illuminates... Придбайте зараз Магазин Набір книг «Планісфера та путівник по нічному небу» 2022 року £18,00 Ідеальні супутники для нічного споглядання зірок. Доступний за спеціальною ціною £18,00 при купівлі разом. Планісфера - це простий у використанні практичний інструмент, який допомагає будь-яким астрономам визначити сузір'я та зірки на кожен день року... Придбайте зараз Магазин Телескоп Sky-Watcher Skyhawk-114 £179,00 Ідеальний телескоп для початківців і астрономів середнього рівня, які хочуть розширити свій досвід спостереження за небом... Придбайте зараз