10 milyar dolarlık Hubble halefi

İnsanlar binlerce yıldır yıldızlara bakıyorlar, ancak 30 yıldan biraz daha uzun bir süre önce Evreni anlamaya başladığımız Hubble Uzay Teleskobu piyasaya sürüldü.

1990’daki lansmanından önce, Hubble projesi on yıldan fazla bir süredir başarısız olmuştu. Araç yörüngeye girdikten sonra bile, aynalardan birinin şeklinin milimetrenin binde biri kadar düzensiz olmasına neden olan bir üretim hatasını düzeltmek mühendislerin üç yılını daha aldı. Bu kusur, teleskopun aynalarını neredeyse işe yaramaz hale getirmek için yeterliydi. Ancak, uzun beklemeye değdi. Hubble’ın ortaya çıkışıyla astronomi alanında düzinelerce devrimci keşif mümkün oldu. Ek olarak, teleskop hala evrenin eşsiz fotoğraflarını çekiyor. Ünlü çekimlerin son serisi “Hubble Derin Alanı” 13 milyar ışıkyılı uzaklıktaki galaksileri, şimdiye kadar fotoğrafı çekilmiş en uzak nesneleri içerir.

James Webb Uzay Teleskobu, gökbilimcilerin erken evrene bakmalarını sağlayacak. NASA/MSFC/David Higginbotham/Emmett Verildi

Yakın gelecekte NASA, Hubble’ın sözde “halefi” olan James Webb Uzay Teleskobu’nu fırlatmayı planlıyor. Hubble gibi, Webb teleskopu da evrendeki en uzak nesnelerin yaydığı dalgaların kızılötesi ve ultraviyole aralıklarında ultra hassas ölçümler yapmak için tasarlanmıştır.

Webb, kökenleri ve evrimi hakkında daha fazla bilgi edinmek için güneş sistemimizdeki nesneleri de inceleyecek. Bilim adamlarının ilk kez yabancı dünyaların atmosferlerinde transmisyon spektroskopisi kullanarak biyo-imzalar aramasını sağlayacak olan ötegezegenleri gözlemleyecek.

Bir anlamda Hubble ve Webb teleskoplarının görevi aynı. NASA’ya göre, “Webb’in bilimsel hedefleri, Hubble ile elde edilen sonuçlarla motive edildi.” Bu sonuçların anlaşılması, teknolojik yenilikle birleştiğinde, Webb’in tamamen farklı bir teleskop olduğu anlamına geliyor. Yeni cihaz, daha büyük ve çok daha güçlü olmasının yanı sıra ” farklı bir yörüngeyi işgal edecek ve farklı radyasyon kaynaklarını tespit etmek için farklı türde araçlar kullanacak.Birlikte, bu değişiklikler Webb’e eşsiz bir fırsat veriyor – evrenin şafağında doğan galaksileri görebilecek.Ama bir nokta var: bir şeyler ters gider, bu yüzden kimse yardım edemez.

Atlantis uzay aracından Hubble manzarası

En iyi zaman makinesini oluşturun

Gece gökyüzü evrenin tarihini tutar. Bunun nedeni, uzayın o kadar büyük olmasıdır ki, evrenimizdeki en hızlı şey olan ışık dalgalarının bile hedeflerine ulaşması uzun zaman alabilir. Yakında bir nesne varsa, Dünya’daki bir gözlemci onu neredeyse o anda göründüğü gibi görecektir. Ay hakkındaki fikrimiz iki saniyeden daha kısa bir sürede güncelliğini yitirdi. Ancak güneş sisteminin dışına baktığımızda bakışımız bir zaman kapsülü gibidir. Örneğin, Büyükayı. en yakın yıldız (Megrets – δ UMa) bu takımyıldızdaki kovayı tutamağa bağlar. Şimdi bu yıldızı 58 yıl önce, 1963’teki haliyle görüyoruz. en uzak yıldız Dubhe kovanın sonunda ve 124 yıl önce, 1897’de olduğu gibi görüyoruz. Çıplak gözle görülebilen en uzak (ve en eski) nesne, en yakın komşusu Andromeda Galaksisini oluşturan trilyonlarca yıldızın toplu parıltısıdır. Samanyolu. Bu galaksinin herhangi bir yerindeki uzaylı bir astronom şimdi dışarı çıkıp Dünya’ya bakmak için son derece güçlü bir teleskop kullansaydı, modern insanların (ya da bu konuda herhangi bir insanın) varlığına dair hiçbir iz göremezdi. ) . Ve hepsi Andromeda galaksisinden Dünya’ya olan mesafe yaklaşık 2,5 milyon ışıkyılı olduğu için.

Büyük Kepçe. Vikipedi

Kozmos o kadar büyük ki, Evren’in varlığının en başında ortaya çıkan ışık dalgalarının bir kısmı hala yolculuklarına devam ediyor. “Hubble Ultra Deep Field”daki en uzak gökadalar, daha fazla görünecekleri şekilde gösterilmiştir. 13 milyar yıllar önce, evren yaklaşık 800 milyon yaşındayken. Evren şimdi 40 yaşında olsaydı, Hubble nesneleri evren bir iken göründükleri gibi görebilirdi.

Astrofizikçilerin Big Bang’den sonraki 800 milyon yılda neler olduğu hakkında birçok farklı teorileri var, ancak Hubble geçmişe o kadar uzak bakamaz ve bu konuyu anlamaya yardımcı olacak veriler sağlayamaz. Bunun nedeni, Hubble’ın görünür spektrumdaki radyasyonu algılamasıdır. Ancak uzayda milyarlarca yıllık yolculuk boyunca, ışık dalgaları uzadı ve daha düşük frekanslara, Hubble’ın göremediği elektromanyetik spektrumun bir bölümüne taşındı. Bu uzatmanın sebebi nedir? “Uzay-zamanın kendisi esniyor” Iowa Üniversitesi. Evren büyüdükçe, içerdiği her şey de büyüyor – ışık dalgalarının zirveleri arasındaki boşluk da dahil. Bu fenomene denir kozmolojik kırmızıya kaymaçünkü kırmızı, görünür spektrumdaki en uzun dalga boyuna sahiptir. İnsanlar kızılötesi ışığı göremese de, insan derisi tarafından bir sıcaklık hissi olarak algılanır. Bu “uzamayı” veya enerji kaybını ölçmek, evrendeki mesafeyi ölçmenin ana yollarından biridir.

Andromeda Gökadası, Andromeda takımyıldızında bulunan sarmal bir gökadadır. Yarıçapı yaklaşık 31 kiloparsek, yani bizim galaksimizin iki katı ve Samanyolu’ndan birkaç kat daha fazla yıldız içeriyor. Vikipedi

Daha büyük, daha güçlü, daha ileri, daha soğuk

Webb’in tasarımı Hubble’ın tasarımından önemli ölçüde farklıdır ve bu özellikler onu inanılmaz derecede güçlü kılmaktadır. Proje kıdemli bilim adamı John Mather, Astronomy dergisinde bunu şöyle ifade etti: “Eğer bir yaban arısı uzayda Ay’dan Dünya’ya kadar süzülseydi, Webb hem yansıttığı güneş ışığını hem de yaydığı ısıyı görebilirdi.” Temel farklılıklardan biri birincil aynadır. 6.5 metre çapındaki Webb aynasının alanı, Hubble aynasının alanının altı katından fazladır. Yeni teleskopun aynası, kırmızı ışığı diğer malzemelerden daha iyi yansıttığı için altınla kaplanmıştır. Petek şeklinde düzenlenmiş 18 altıgenden oluşur ve roketin içine istiflenebilir. Şimdiye kadar uzaya fırlatılan en büyük aynadır ve şu anda hizmette olan hiçbir roketin onu tamamen konuşlandırılmış halde taşımak için yeterli kargo alanı yoktur.

Teleskop uzaya gittiğinde, yaklaşık üç haftalık bir süre boyunca güneş siperini ve ana aynasını yavaşça açacaktır. Altıgenlerin her biri, bireysel açı ve konuma son derece ince ayarlamalar yapabilen birkaç servo üzerine monte edilmiştir. Devreye alma süresinin tamamı yaklaşık altı ay sürecek ve sistem dağıtımını, çalışma sıcaklıklarına soğutmayı, ayna hizalamayı ve cihaz kalibrasyonunu içerecektir.

Yönlendirici lensler ve aynalar gibi NIRCam’ın bazı dahili optik öğelerini gösteren NIRCam Mühendislik Test Birimi.

Webb Teleskobu, ayna tarafından toplanan ve odaklanan ışığı analiz eden dört enstrümana sahiptir. Bunlardan üçü, yakın kızılötesi spektrumda 0,6 ila 5 mikron dalga boyuna sahip radyasyonu kaydeder. Yakın kızılötesi kamera (NIRCam) kullanarak Webb görüntüleme yapacak. Teleskop birkaç ile donatılmıştır koronograflar, parlak kaynaklardan gelen ışığı engelleyerek kameranın loş nesnelerin görüntülerini yakalamasını sağlayan cihazlar. Yakın kızılötesi fiziği sayesinde, NIRCam bazı parçacıklar aracılığıyla gözlem sunabilecek ve kozmik toz bulutları tarafından gizlenen nesneleri tespit edebilecek. Yakın kızılötesi spektrograf, hem incelenen nesnelerin kimyasal bileşimi hem de fiziksel özellikleri (örneğin kütle ve sıcaklık) hakkında bilgi sağlayacak olan kaynakların spektrumunu analiz edecektir. Spektrograflar yeni teknolojiden uzak olsalar da, NIRSpec Aynı anda 100 nesneye kadar analiz etmesini sağlayan özel olarak tasarlanmış bir “mikro deklanşör dizisi” ile donatılmıştır. Yarıksız yakın kızılötesi spektrograf (NIRISS) çok parlak nesnelerin özellikle net resimlerini çekmek için tasarlanmış özel bir cihazdır. Diğer cihazlardan çok daha yüksek çözünürlükte parlak nesnelerin görüntülerini elde etmesini sağlayan bir açıklık ızgarası ile donatılmıştır.

Yeni teleskop, evrenin geçmişine derinlemesine bakmak için bir orta-kızılötesi alet (MIRI) kullanacak. MIRI, 5 ila 28 mikron arası dalga boyu aralığında spektrogramlar ve görüntüler elde etmek için tasarlanmıştır. MIRI, diğer aletlerle görülemeyecek kadar sönük olan yıldızlardan, uzak galaksilerden ve nesnelerden gelen kırmızıya kayma ışığını gözlemleyecektir.

Lagrange noktası-2 (L2) – James Webb teleskopunun yörüngesinin gelecekteki merkezi

gelen uzmanlara göre Arizona Üniversitesiilk galaksilerdeki ilk yıldızların -ya da onların tabiriyle evrendeki ilk ışık”ın oluşumuna ilişkin ilk veriler, NIRCam cihazı kullanılarak yapılacak araştırmalar sonucunda elde edilecek.

Kızılötesi teleskopun bu kadar önemli olmasının nedenlerinden biri, evrendeki hemen hemen her şeyin kızılötesi ışık yaymasıdır. Ve teleskopun diğer kaynaklardan gelen ısıdan etkilenmemesini sağlamak için Webb’in soğuk kalması çok önemlidir. İlk savunma hattı yörüngesidir. Webb, Hubble gibi Dünya’nın çevresini dolaşmak yerine, Güneş’ten mümkün olduğunca uzak tutarak Dünya’dan yaklaşık bir milyon mil uzaktaki bir noktayı yörüngeye oturtacak.

Webb’in yörüngesi, onu Dünya’nın gece tarafında tutan ve Güneş’in etrafında dönerken Dünya ile birlikte hareket eden ikinci Lagrange noktası etrafında özel bir yörünge izler. Böyle bir yörünge sayesinde, en büyük kızılötesi radyasyon kaynakları – Güneş, Dünya ve Ay – aynı taraftadır ve Dünya ile Ay’ın gölgesine düşmezler. Bu yörünge aynı zamanda Webb’in sürekli olarak güneşe maruz kalmasına ve güneş panelleri kullanarak güç üretmesine izin verecek.

Webb, yörüngesine giderken “birincil aynayı ve bilimsel araçları” güneş ısısı ve kozmik radyasyondan korumak için tasarlanmış tenis kortu büyüklüğünde bir ısı kalkanı (21.1 metreye 14.5 metre) yerleştirecek. beş katman kapton teleskopun “soğuk tarafının” sıcaklığını 36 kelvin (-394 °F, -237 °C) civarında tutacaktır.

Önümüzdeki on yılın önde gelen uzay gözlemevi olan James Webb Uzay Teleskobu’nun, Güney Amerika’nın kuzeydoğu kıyısındaki Fransız Guyanası’ndaki Avrupa fırlatma sahasından 24 Aralık’ta fırlatılması planlanıyor. Kredi: NASA/Chris Gunn

parmak geçti

Webb’in uzak hale yörüngesi, ilk yıldızların ve galaksilerin oluşumunu gözlemlemek gibi bilimsel hedeflerine ulaşmak için gereken verileri toplamada önemli bir rol oynar. Ama bunun için ödeme yapmalısın. Marina Koren’in yazdığı gibi Atlantik Okyanusu, “Bir şeyler ters giderse, mühendisler durumu ancak Dünya’dan komutlar göndererek düzeltmeye çalışabilirler.” (Referans için, astronotlar beş kez ziyaret edildi Hubble teleskobu).

14 yıllık gecikme göz önüne alındığında, Webb öncekiyle aynı zorluklarla karşı karşıya kaldı. Şu anki fırlatma tarihi, tüm geminin titreşmesine neden olan bir “olay” ve “gözlem evi ile fırlatma aracı sistemi arasındaki bir iletişim sorunu” da dahil olmak üzere son sorunların sonucudur.

Her şey plana göre giderse, Webb yavaş yavaş dönecek ve ilk altı ay boyunca soğuyacaktır. Sonra altın petek aynasını Dünya’dan ve Güneş’ten uzağa, uzaya doğrultacak ve diğer şeylerin yanı sıra evrenin tarihi hakkında eski verileri içeren ışık dalgalarını yakalamaya başlayacak. “Araştırmacılar ne aradıklarını biliyorlar ama ne bulacaklarını bilmiyorlar.” Başarısızlıklarına rağmen, Hubble birçok beklenmedik bulgu ortaya çıkardı. bilinmeyen eleman eski bir yıldızda. Daha geçen yıl, bilim adamları enstrümanı en eski galaksilerden birini incelemek için kullandılar ve orada yıldız bulamadıkkim görmeyi bekliyordu. Bu sonuçlar, galaksilerin astronomların düşündüğünden çok daha erken oluştuğunu gösteriyor.

Mather Astronomi’de şöyle yazıyor: “Devasa aynası ve son teknoloji aletleriyle Webb, kızılötesi gökyüzünde insan gözünün göremediği muhteşem bir hazine sandığı açacak. Nereye bakacağımızı biliyoruz, tahmin edebiliyoruz.” ne bulacağız, ama belki de sürprizler içindeyiz.

Similar Posts

Leave a Reply

Your email address will not be published.