Czy Teleskop Jamesa Webba przyćmi odkrycia Hubble’a?2022-07-12.
Wszystkie instrumenty Teleskopu Jamesa Webba są skalibrowane i gotowe do pracy. Na Ziemię spłynęły pierwsze, niezwykłe zdjęcia Wszechświata. Czy nowe kosmiczne obserwatorium przyćmi odkrycia Teleskopu Hubble’a?
Pierwsze kolorowe zdjęcie z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba zostało zaprezentowane 12 lipca 2022 roku. Fotografia przedstawia masywne gromady galaktyk SMACS 0723, których ogromna masa działa jak soczewka, zakrzywiając i wzmacniając światło znajdujące się za nimi. Wykorzystanie zjawiska soczewkowania grawitacyjnego umożliwiło dostrzeżenie najstarszych i najodleglejszych obiektów we Wszechświecie. Zdjęcie zostało nazwane ,,Pierwszym głębokim polem Webba". Obraz ukazuje tysiące galaktyk i gromad gwiazd. Przedstawiony kadr zajmuje na niebie obszar, który z łatwością przysłoni trzymane w wyciągniętej ręce ziarenko piasku.
Teleskop Jamesa Webba gotowy do pracy
Najbardziej zaawansowany teleskop kosmiczny w historii osiąga gotowość operacyjną 7 miesięcy po starcie. 11 lipca 2022 roku naukowcy NASA ogłosili, że zakończył się proces kalibracji instrumentów naukowych Teleskopu Jamesa Webba we wszystkich możliwych konfiguracjach. Każdy z czterech czujników naukowych obserwatorium ma wiele trybów działania, wykorzystujących dostosowane soczewki, filtry, pryzmaty i wyspecjalizowane mechanizmy. Każdy z trybów pracy musiał zostać indywidualnie przetestowany w konfiguracji operacyjnej w kosmosie, zanim zaczął rejestrować naukowe obrazy Wszechświata.
Ostatnim ze wszystkich siedemnastu instrumentów, które zostały uruchomione, był koronograf NIRCam. Koronograf blokuje światło poprzez umieszczenie ciemnej maski w otorze optycznym teleskopu. W ten sposób tłumi jasne gwiazdy, aby zwiększyć kontrast i umożliwić wykrywanie słabszych obiektów takich, jak planety pozasłoneczne. NIRCam, czyli kamera bliskiej podczerwieni, jest wyposażona w pięć masek koronograficznych — trzy okrągłe i dwie prostokątne. Przysłony tłumią światło w różnych warunkach kontrastu i separacji między gwiazdą a jej słabymi towarzyszami.
,, Od momentu, gdy po raz pierwszy zrobiliśmy zdjęcia za pomocą kamery NIRCam, aby przeprowadzić kalibrację teleskopu, aż do przetestowania koronografu [..], instrument NIRCam działała bez zarzutu.
Marcia Rieke, główny naukowiec instrumentu NIRCam i profesor astronomii na Uniwersytecie Arizony.
Największe kosmiczne obserwatorium przewyższa oczekiwania jego konstruktorów. Uzyskane obrazy ukazują gwiazdy i galaktyki z rozdzielczością nieosiągalną przez żaden inny teleskop a jego zasięg jest jeszcze większy, niż zasięg Teleskopu Kosmicznego Hubble’a.
,, Cała społeczność astronomów na świecie oczekuje pierwszych wyników pracy Teleskopu Jamesa Webba.
Robert Szaj, Dyrektor TVP Nauka
- Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba jest przełomowym urządzeniem. Największe lustro wyniesione w przestrzeń kosmiczną zbiera ogromne ilości światła i umożliwia dostrzeżenie najsłabszych i najbardziej odległych obiektów. Teleskop Jamesa Webba jest naszym nowym oknem na Wszechświat. – dodaje Robert Szaj.
Jak Teleskop Jamesa Webba widzi Wszechświat?
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba prowadzi obserwacje przede wszystkim w bliskiej i średniej podczerwieni. Podczerwień to światło o długości fali większej niż widzialne odbierane przez ludzkie oko. Światło z odległych galaktyk i gwiazd dociera do nas głównie w formie podczerwieni. Chmury pyłu i gazów, które są barierą dla promieniowania widzialnego, są przezroczyste dla podczerwieni. Dzięki temu Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba swoimi instrumentami jest w stanie zajrzeć w głąb gęstych chmur kosmicznego pyłu i obserwować formujące się młode gwiazdy i układy planetarne.
,, Kiedy patrzymy na mglisty krajobraz potrafimy dostrzec niewiele, jedynie niewyraźne kształty. Wschodzące Słońce rozprasza mgłę i możemy obserwować krajobraz w pełnym majestacie. Teleskop Jamesa Webba rozproszy dla nas mgłę przesłaniającą Wszechświat.
Thomas Zurbuchen, Dyrektor Naukowy NASA
Kamery teleskopu wyposażone są w filtry, które selektywnie przepuszczają promieniowanie o określonej barwie. Naukowcy i graficy wykorzystują sygnał w podczerwieni do stworzenia obrazów w kolorach światła widzialnego. Zespół Teleskopu Jamesa Webba zdradził, że zdjęcia będą niezwykłe i odmienne od obrazów z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a.
Teleskop Jamesa Webba – następca Teleskopu Hubble’a?
Teleskop Hubble’a znalazł się na orbicie okołoziemskiej 24 kwietnia 1990 roku. Kosmiczne obserwatorium zostało wyniesione w kosmos na pokładzie promu NASA Discovery. Pomimo licznych problemów, które wielokrotnie niemal zakończyły misję teleskopu, urządzenie od blisko 30 lat dostarcza astronomom bezcennych danych i pomaga odkrywać tajemnice Wszechświata.
Co wiemy dzięki Kosmicznemu Teleskopowi Hubble’a?
Umieszczenie dużego teleskopu optycznego na orbicie okołoziemskiej dało astronomom nowe możliwości. Teleskop Hubble’a jest jednym z najcenniejszych narzędzi do badania Wszechświata. Wykorzystując Teleskop Hubble’a naukowcy obserwują gwiazdy, galaktyki oraz obiekty w Układzie Słonecznym.
Dokładne pomiary jasności gwiazd z wykorzystaniem teleskopu Hubble’a umożliwiły określenie wieku Wszechświata na około 13,7 miliarda lat. Astronomowie zbadali tempo rozszerzania się Wszechświata. Precyzja Teleskopu Hubble’a okazała się kilkukrotnie lepsza niż w teleskopów naziemnych.
Kosmiczny Teleskop Hubble’a pokazał, że czarne dziury są powszechne. Obserwacje z wykorzystaniem kosmicznego obserwatorium dostarczyły dowodów na istnienie czarnych dziur w centrach pobliskich galaktyk.
Połączone z Teleskopu Hubble’a oraz Teleskopu Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej pozwoliły na oszacowane Masy Drogi Mlecznej na 1,5 tryliona mas Słońca.
Kosmiczny Teleskop Hubble’a zaobserwował narodziny układów planetarnych. Wykonane przez urządzenie zdjęcia dostarczyły astronomom informacji o powstawaniu i ewolucji planet podobnych do Ziemi.
Teleskop Hubble pozwolił także na dostrzeżenie i oszacowanie średnicy największej znanej komety. C/2014 UN271 (Bernardinelli-Bernstein) ma średnicę około 130 kilometrów i jest dziesiątki razy większa niż większość obiektów tego typu.
Obserwatorium zidentyfikowało najdalszą znaną gwiazdę z początków istnienia Wszechświata. Obiekt znajduje się w rekordowej odległości blisko 13 miliardów lat świetlnych od Ziemi. Nową gwiazdę nazwano Earendel, co oznacza gwiazdę poranną w języku staroangielskim.
Dzięki Teleskopowi Hubble’a powstało ponad 15 tysięcy publikacji naukowych, które są bardzo często cytowane. Kosmiczne obserwatorium jest jednym z najdroższych, ale również jednym z najbardziej wartościowych projektów w historii badań Wszechświata.
Jaka jest przyszłość Kosmicznego Teleskopu Hubble’a?
Teleskop Hubble’a w przeszłości wielokrotnie ulegał awarii. Obecnie na pokładzie pracuje ostatni zapasowy komputer oraz jednostka sterująca zasilaniem. Połowa żyroskopów jest niesprawna. Jeśli żaden z elementów teleskopu nie ulegnie poważnej usterce, obserwatorium może prowadzić obserwacje jeszcze przez ponad 10 lat.
Teleskop Hubble’a nie posiada bezpośredniego następcy. Kosmiczne obserwatoria, które obserwowałyby Wszechświat w zakresie promieniowania podobnym do Hubble’a pozostają w fazie projektów.
Czy Teleskop Jamesa Webba przyćmi dokonania Teleskopu Hubble’a?
Lustro Teleskopu Jamesa Webba jest ponad 6 razy większe niż Teleskopu Hubble’a. Ogromna powierzchnia zbierająca światło pozwala na uzyskiwanie obrazów w niespotykanej do tej pory rozdzielczości. Precyzja optyki Webba przewyższa oczekiwania naukowców.
Najnowsze obserwatorium NASA, ESA i CSA posiada również najnowocześniejsze czujniki i detektory. Czułe oprzyrządowanie pozwala na badanie obiektów kosmicznych z niespotykaną dotąd wydajnością.
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba jest następcą Hubble’a. Cele naukowe misji Webba są motywowane wynikami Hubble'a.
Kosmiczny Teleskop Hubble’a prowadzi obserwacje przede wszystkim w świetle widzialnym i ultrafiolecie. Jednak światło najbardziej odległych obiektów we Wszechświecie dociera do nas jako podczerwień. Stąd aby obserwować pierwsze galaktyki i gwiazdy powstałe po Wielkim Wybuchu, potrzebujemy obserwatorium na podczerwień, takiego jak Teleskop Jamesa Webba.
Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba pozwoli nam zajrzeć dalej, niż jakiekolwiek inne urządzenie optyczne na świecie. Dostrzeże światło pierwszych gwiazd we Wszechświecie, zbada atmosfery planet pozasłonecznych. Ludzkość jeszcze nigdy nie dysponowała tak potężnym narzędziem do badania Kosmosu. Tysiące naukowców z niecierpliwością oczekują pierwszych wyników pracy Teleskopu Jamesa Webba. Najnowsze kosmiczne obserwatorium pozwoli odpowiedzieć na pytania, których jeszcze nie zadaliśmy. 12 lipca 2022 roku rozpoczęła się zupełnie nowa era badania Wszechświata.
Pierwsze zdjęcie z Teleskopu James Webba przedstawiające gromadę galaktyk i soczewkę grawitacyjną SMACS 0723. Fot. NASA, ESA, CSA, and STScI
Obrazy z Teleskopu Hubble'a. Światło widzialne (po lewej) oraz podczerwień (po prawej). Fot. NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA), J. Hester
https://nauka.tvp.pl/61250221/czy-teles ... ia-hubblea