Džeimsa Veba kosmiskais teleskops: Skats Visuma dzimšanas brīdī un tālāk
Džeimsa Veba kosmiskais teleskops (JWST), kas nosaukts par godu NASA otrajam administratoram, ir ambiciozākais un jaudīgākais kosmiskais teleskops, kas jebkad ir palaists orbītā. Šis revolucionārais instruments ir kopīgs projekts starp NASA (ASV Nacionālā aeronautikas un kosmosa administrācija), ESA (Eiropas Kosmosa aģentūra) un CSA (Kanādas Kosmosa aģentūra), un tas ir paredzēts, lai sniegtu nebijušus ieskatus Visuma izcelsmē, attīstībā un uzbūvē. Pēc vairāk nekā divu gadu desmitu plānošanas, izstrādes un testēšanas JWST tika veiksmīgi palaists kosmosā 2021. gada 25. decembrī, iezīmējot jaunu laikmetu astronomijas un kosmoloģijas pētniecībā.
Kāpēc JWST ir tik revolucionārs?
JWST galvenā priekšrocība ir tā spēja novērot Visumu infrasarkanajā spektrā. Atšķirībā no Habla kosmiskā teleskopa, kas galvenokārt novēro redzamo gaismu, JWST ir optimizēts infrasarkanajam starojumam. Šī spēja ir būtiska vairāku iemeslu dēļ:
- Ieskats Visuma agrīnajā jaunībā: Gaisma no tālākajiem Visuma objektiem, kas ir veidojušies neilgi pēc Lielā sprādziena, ir izstiepta sarkanajā spektrā, pateicoties Visuma izplešanās dēļ. Šo parādību sauc par sarkano nobīdi. JWST infrasarkanie sensori ļauj astronomiem novērot šo izstiepto gaismu un tādējādi pētīt pirmās zvaigznes un galaktikas, kas ir veidojušās pirms vairāk nekā 13 miljardiem gadu.
- Ieskatīšanās putekļu mākoņos: Kosmiskie putekļu mākoņi, kuros dzimst zvaigznes un veidojas planētu sistēmas, ir necaurredzami redzamajai gaismai. Tomēr infrasarkanais starojums spēj iekļūt cauri šiem putekļiem, ļaujot JWST novērot šos slēptos procesus.
- Eksoplanētu atmosfēru analīze: Infrasarkanais spektrs ir ideāli piemērots eksoplanētu atmosfēru ķīmiskā sastāva noteikšanai. JWST spēj analizēt gaismu, kas iziet cauri eksoplanētu atmosfērām, un noteikt, kādi ķīmiskie elementi un savienojumi tajās atrodas, tostarp ūdens, metāns un citi bioloģiskie marķieri, kas varētu liecināt par dzīvības klātbūtni.
Tehniskās īpatnības, kas padara JWST unikālu:
- Lielāks spogulis: JWST galvenais spogulis ir 6,5 metrus plats un sastāv no 18 sešstūra formas zelta pārklājuma segmentiem. Šis ievērojami lielākais spogulis (salīdzinot ar Habla 2,4 metru spoguli) nodrošina daudz lielāku gaismas savākšanas spēju un tālāku redzamību.
- Darba temperatūra un atrašanās vieta: Lai efektīvi novērotu infrasarkano gaismu, teleskopam ir jābūt ārkārtīgi aukstam. JWST darbojas -223 °C temperatūrā. Lai to panāktu, tas ir novietots Lagranža punktā L2, kas atrodas aptuveni 1,5 miljonus kilometru attālumā no Zemes pretējā virzienā no Saules. Šī atrašanās vieta nodrošina stabilu un aukstu vidi, kā arī pasargā teleskopu no Saules un Zemes starojuma.
- Saules aizsargs: Lai pasargātu teleskopu no Saules siltuma un gaismas, JWST ir aprīkots ar lielu, daudzslāņu saules aizsargu, kas ir tenisa laukuma izmērā.
JWST pētījumu jomas:
JWST ir paredzēts pētīt plašu spektru astronomijas un kosmoloģijas jautājumu:
- Visuma pirmās zvaigznes un galaktikas: Kā veidojās pirmās zvaigznes un galaktikas pēc Lielā sprādziena?
- Galaktiku evolūcija: Kā galaktikas attīstās un mijiedarbojas laika gaitā?
- Zvaigžņu un planētu veidošanās: Kā veidojas zvaigznes un planētu sistēmas no putekļu un gāzu mākoņiem?
- Eksoplanētu atmosfēras: Kāds ir eksoplanētu atmosfēru ķīmiskais sastāvs un vai tās ir piemērotas dzīvībai?
- Saules sistēmas objekti: Komētu, asteroīdu un citu Saules sistēmas objektu pētījumi.
Jau veiktie atklājumi:
Kopš darbības uzsākšanas JWST ir veicis vairākus nozīmīgus atklājumus, tostarp:
- Novērotas galaktikas, kas veidojušās tikai dažus simtus miljonus gadu pēc Lielā sprādziena.
- Atklāts oglekļa dioksīds eksoplanētas atmosfērā.
- Iegūti ārkārtīgi detalizēti attēli no miglājiem, galaktikām un citām kosmiskām struktūrām, kas pārspēj jebkādus iepriekšējos novērojumus.
Nākotnes perspektīvas un ietekme:
Džeimsa Veba kosmiskais teleskops ir ievadījis jaunu ēru astronomijā un kosmoloģijā. Tā sniegtie dati un attēli turpinās revolucionizēt mūsu izpratni par Visumu, sniedzot atbildes uz fundamentāliem jautājumiem par tā izcelsmi, attīstību un uzbūvi. JWST ir ne tikai zinātnisks instruments, bet arī simbols cilvēces zinātkārei un vēlmei izzināt Visuma noslēpumus.