Yhteiskunta saattaa ihmetellä, miksi kannattaa käyttää 100 miljardia euroa kaukoputkeen, joka on 50 kertaa kalliimpi kuin edeltäjänsä Hubble. Näiden ensimmäisten valokuvien julkaiseminen on vastaus.
Vakuuttavimmat perustelut tieteen hyödyllisyydestä ovat jongleerausshow, ja yksi pieni virhe laskeutuisi pikkupalloni lattialle. Ehkä uskallan tulla kostonhimoiseksi ennen JWST:n lupaaman spektaakkelin päihtymystä.
Mutta puhtaasti tieteellinen argumentti riittää toistaiseksi, jotta voidaan arvioida hänen vaikuttavien kuviensa arvoa.
Teleskoopin sijoittaminen avaruuteen on tietysti erittäin kallista. Mutta miksi toistaiseksi? Yksinkertaisesti siksi, että se mahdollistaa sen toiminnan optimoinnin infrapunasäteilyn alueella. Tällä James Webb -teleskooppi täydensi Hubble-teleskoopin työtä, joka on veteraani, joka tutki näkyvää ja ultraviolettisäteilyä.
Tähtitieteellisiä signaaleja siitä, että signaalejamme tulee avaruudesta, on hyvin vähän. Ja tästä syystä on kätevää päästä eroon kilpailijoista. Ilmakehän vesimolekyylit ovat erittäin innokkaita infrapuna-aalloille. Toisaalta avaruuden syvyydessä ja kylmässä ilmaisimet pääsevät eroon tästä ärsytyksestä. Ja sama koskee ei-toivottua kuumenemista, jotka johtuvat itse instrumenttiosista. Tällä saadaan aikaan laite, jota kutsutaan akustiseksi jäähdyttimeksi.
Tämä JWST:n avainkappale käyttää Joule-Thomson-ilmiötä, jonka mukaan kaasu jäähtyy, kun siihen kohdistuva paine laskee. Nämä kaksi pioneeria eivät tienneet, kuinka pitkälle heidän innostuksensa perusfysiikkaan ulottuisi. Käsityksemme mukaan on mahdollista, että monet tutkimuksen tuomat edistysaskeleet ulottuvat myös tiedon ja itse maailmankaikkeuden rajoihin.
James Webbille kehitetty tekniikka on jo saavuttanut sairaaloissa
Toistaiseksi haasteena on välttää ei-toivotut absorptiot tarkempien ja tehokkaampien signaalien saamiseksi. Todellisuudessa tämä on vain pieni osa JWST:n kohtaamien haasteiden valtavasta monimutkaisuudesta. Ja vain ottamalla tämän huomioon voimme arvioida tieteen ja teknologian huippua, joka sisältää sen kehittämisen ja hyödyntämisen. Riittää, kun mainitaan, että peilien kalibrointiin suunniteltu tekniikka on onnistuneesti siirretty oftalmiseen laserkirurgiaan. Ja on jo kymmeniä tuhansia potilaita, joiden sarveiskalvo on leikattu tämän avant-muuntajan ansiosta.
Mutta pamfletteja riittää! Enemmän teemme runoutta.
Perustiede syvässä avaruudessa
James Webb -teleskooppi varastaa idean "Pikku prinssistä" ja on sen elävän olennon, jota kutsumme tähtitiedeksi, uusi sydän. Tämä uusi instrumentti antaa meille mahdollisuuden nähdä mikä on olennaista, mikä on silmälle näkymätöntä, maailmankaikkeuden infrapunasäteilynä. Aaltojen havaitseminen ja ymmärtäminen tällä universumin alueella on osa tähtitieteen ja tekniikan toisiinsa kietoutunutta historiaa. On yllättävää, että he ennustivat Emile du Châtelet'n, fysiikan kuuluisimman naisten pioneerin. Ei myöskään se, että ne löysi yksi historioitsija William Herschelin tähtitieteellisimmistä arvomerkeistä. Ja hänen kunniakseen nimettiin teleskooppi, jonka jäähdytysjärjestelmät ovat alkeellisempia kuin James Webbin.
Ei myöskään ole yllättävää, että pandemian muodistamien infrapunalämpömittarien esiaste keksittiin käytettäväksi tähtitiedossa. Tämä on tasimetriksi kutsuttu laite, jonka Thomas Edison loi havaitsemaan auringonpimennyksen aikana vahvistuneen auringon koronan lämpötilan muutokset.
James Webb -teleskooppi ottaa vallan kaikesta tuosta hienovaraisesta ja itsepäisestä tieteestä. Ja se lupaa paljastaa joitain arvokkaita universumin salaisuuksia sen hienon syväterävyyden ansiosta.
James Webb on ottanut kuvia kosmisella "suurennuslasilla"
Voimme ajatella James Webbia ämpärinä, joka pystyy keräämään valoa. Ja se kerää paljon enemmän valoa kuin mikään avaruusteleskooppi tähän mennessä. Se on niin sanotusti silmä, jolla on suurempi pupilli, mutta se ei ole reikä, vaan peilien kohtaus. Siten NASA on edistynyt, ja se on pystynyt saamaan näyttäviä kuvia, jotka on tuotettu hitaalla painovoimajärjestelmällä SMACS 0723. el. Tämän ansiosta toivomme, että se antaa meille katsauksen syvimpään koskaan tehtyyn universumiin.
SMACS 0723 on massiivinen galaksijoukko, joka suurentaa etualalla olevaa valoa ja niiden takana olevien kohteiden vääristymiä, mikä mahdollistaa syvän kuvan äärimmäisen kaukana olevista galakseista ja haaleista galakseista. POT
Materiaali, josta tähdet on tehty
Mutta palataanpa sen infrapuna-alueen ominaisuuksiin. Tämä teleskooppi tutkii universumin alueita, joissa on runsaasti kosmista pölyä, alle 100 mikronia pienempien hiukkasten yhdistettä. Tämä on vain infrapunasäteilyn aallonpituuden suuruusluokkaa ja voi siten kulkea helposti kosmisten pölypilvien läpi. Mielenkiintoista on, että tämä raaka-aine on aine, joka synnyttää tähtiä. Toisin sanoen sitä on huomattavasti runsaasti alueilla, joilla tähtiä muodostuu. Jalkapallon termein se on jotain kuin universumin maalaistalo. Tietenkin tähtien alkiot viettävät jonkin aikaa pölyn sisällä.
Universumista löytyy kuitenkin hyvin erikokoisia kosmisia pölypilviä. Esimerkiksi planetaariset sumut ovat pieniä ja usein ympäröivät kuolevia tähtiä. Tämä koskee "Eight bursts" -sumua, joka on myös päähenkilö ensi-iltakuvien kokoelmassa, jonka tulemme näkemään James Webbin silmin. Toivomme, että voimme tulkita oppilaitamme ymmärtämään paremmin tähden kehitystä.
Kahdeksan purkaussumu, jota kutsutaan myös South Ring Hubble Heritage Teamiksi / STScI / AURA / NASA / ESA
Ja tulevaisuudessa?
Olemme vihjailleet tämän ainutlaatuisen teleskoopin tarjoamista tieteelle, mutta paljon muuta odottaa. Esimerkiksi uskotaan, että se on avainasemassa säädettäessä maailmankaikkeuden nykyistä laajenemisnopeutta. Erityisesti se mahdollistaa tarvittavien etäisyysmittausten tarkentamisen punaisten jättiläisten tähtien avulla. Yksi avaimista on, että näiden välimiesten fysiikan epävarmuus paikallisten ja etäisten Hubble-vakion arvon mittausten välillä on pienempi infrapunassa. Tämä johtuu siitä, että tämän alueen päästöt eivät riipu niin paljon sen iästä tai sen omenakoostumuksesta.
Samaan aikaan olemme tunteneet, että aiomme väittää, että Stendhalin oireyhtymässä on porsaanreikä, jonka aiomme provosoida tällä James Webb -teleskoopin kuvakokoelmalla. Ja ehkä me yhteisönä voimme pyrkiä siihen, että tämä ylläpitää kutsumuksia, jotka voivat hyödyntää niin paljon tietoa.
KIRJAILIJASTA
ruth lazkoz
*Tämä artikkeli julkaistiin alun perin The Conversationissa
