Суспільство може задатися питанням, чому варто витрачати 100 мільярдів євро на телескоп, який у 50 разів дорожчий за свого попередника Hubble. Відповіддю стане публікація цих перших фото.
Найпереконливішими аргументами корисності науки є шоу жонглювання, і одна маленька помилка впаде мої яйця на підлогу. Можливо, я насмілюся стати мстивим перед сп’янінням від видовища, яке обіцяє запропонувати JWST.
Але наразі цілком достатньо наукового аргументу, щоб можна було оцінити цінність, яку матимуть його вражаючі зображення.
Розмістити телескоп у космосі, звичайно, дуже дорого. Але чому так далеко? Просто тому, що це дозволяє оптимізувати його роботу в діапазоні інфрачервоного випромінювання. Цим телескоп Джеймса Вебба доповнив роботу телескопа Хаббла, ветерана, який досліджував видимий і ультрафіолетовий промені.
Астрономічних сигналів про те, що наші надходять із космосу, дуже мало. І з цієї причини зручно позбутися конкурентів. Молекули води в атмосфері дуже охочі до інфрачервоних хвиль. З іншого боку, в глибині та холоді космосу детектори позбудуться цієї неприємності. Те саме стосується небажаного нагрівання самих частин приладу. Цього досягає пристрій під назвою акустичний кулер.
Ця ключова частина JWST використовує ефект Джоуля-Томсона, згідно з яким газ охолоджується, коли тиск на нього зменшується. Ці двоє піонерів навіть не підозрювали, наскільки далеко зайде їхній ентузіазм щодо основ фізики. Ми вважаємо можливим, що багато досягнень, досягнутих завдяки дослідженням, також досягають меж знань і самого Всесвіту.
Технологія, розроблена для Джеймса Вебба, вже дійшла до лікарень
Поки що проблема уникнення небажаних поглинань для отримання більш точних і потужних сигналів. Насправді це лише невеликий аспект величезної складності викликів, з якими стикається JWST. І лише беручи це до уваги, ми зможемо оцінити передовий край науки і техніки, який передбачає їх розвиток і використання. Досить згадати, що технологію калібрування ваших дзеркал успішно перенесли в офтальмологічну лазерну хірургію. І вже є десятки тисяч пацієнтів, яким прооперували рогівку завдяки цьому сучасному трансформатору.
Але досить памфлетів! Більше ми творимо вірші.
Фундаментальна наука про глибокий космос
Викравши концепцію «Маленького принца», телескоп Джеймса Вебба став новим серцем тієї живої істоти, яку ми називаємо астрономією. Цей новий інструмент дозволить нам побачити те, що є важливим, те, що невидиме для ока, Всесвіт в інфрачервоному діапазоні. Виявлення та розуміння хвиль у цьому регіоні Всесвіту є частиною переплетеної історії астрономії та технологій. Дивно, що вони передбачили Еміль дю Шатле, найвидатнішого піонера жінок у фізиці. І не те, що вони були виявлені одним із найбільш астрономічних знаків історика Вільяма Гершеля. І на його честь було названо телескоп, який має рудиментарнішу систему охолодження, ніж у Джеймса Вебба.
Також не дивно, що попередник інфрачервоних термометрів, який став модним через пандемію, був винайдений для використання в астрономії. Це прилад під назвою тазиметр, створений Томасом Едісоном для виявлення змін температури в сонячній короні, посилених під час затемнення.
Телескоп Джеймса Вебба переймає всю цю непомітну та вперту науку. І він обіцяє розкрити деякі дорогоцінні таємниці всесвіту завдяки своїй вишуканій глибині різкості.
Джеймс Вебб зробив знімки з космічною «лупою»
Ми можемо думати про Джеймса Вебба як про відро, здатне збирати світло. І він збирає набагато більше світла, ніж будь-який космічний телескоп на сьогоднішній день. Це, так би мовити, око з більшою зіницею, тільки це не дірка, а зустріч дзеркал. Таким чином, завдяки прогресу NASA вдалося отримати вражаючі зображення, створені системою повільної гравітації SMACS 0723. el. Завдяки цьому ми сподіваємося, що це дасть нам змогу поглянути на найглибший всесвіт, який будь-коли створювався.
SMACS 0723 — це скупчення масивних галактик, яке посилює світло на передньому плані та викривлення об’єктів позаду них, що дає змогу переглядати надзвичайно далекі та слабкі галактики з глибокого поля. ПОТ
Матеріал, з якого зроблені зірки
Але повернемося до його можливостей в інфрачервоному діапазоні. Цей конкретний телескоп буде досліджувати регіони Всесвіту, багаті космічним пилом, з'єднанням частинок розміром менше 100 мікрон. Це приблизно довжина хвилі інфрачервоного випромінювання, тому може легко проходити крізь хмари космічного пилу. Цікаво, що саме ця сировина є речовиною, яка породжує зірки. Тобто його значно багато в регіонах формування зірок. З точки зору футболу, це щось на кшталт Farmhouse of the Universe. Звичайно, зародки зірок проводять деякий час всередині лялечки пилу.
Однак у Всесвіті ми знаходимо хмари космічного пилу дуже різних розмірів. Наприклад, планетарні туманності невеликі і часто оточують зірки, що вмирають. Це випадок туманності «Вісім спалахів», також головного героя колекції прем’єрних зображень, які ми побачимо очима Джеймса Вебба. Ми сподіваємося, що зможемо інтерпретувати наших студентів, щоб краще зрозуміти еволюцію зірки.
Туманність Восьми спалахів, також називається Південне кільце Команда спадщини Хаббла/STScI/AURA/NASA/ESA
А в майбутньому?
Ми натякали на пропозиції для науки, які робить цей унікальний телескоп, але ще багато чого чекає. Наприклад, вважається, що він буде ключовим гравцем у регулюванні поточної швидкості розширення Всесвіту. Зокрема, це дозволить зробити необхідні вимірювання відстані більш точними за допомогою гігантських червоних зірок. Одним із ключових є те, що невизначеність щодо фізики цих арбітрів між локальними та віддаленими вимірюваннями значення постійної Хаббла є меншою в інфрачервоному діапазоні. Це пояснюється тим, що викиди в цьому діапазоні не так сильно залежать від його віку чи його яблукового складу.
У той же час ми відчували, що збираємося сперечатися, що існує лазівка для синдрому Стендаля, який ми збираємося спровокувати цією колекцією зображень з телескопа Джеймса Вебба. І, можливо, ми як спільнота можемо прагнути, щоб це підтримувало покликання, які можуть повною мірою використовувати стільки знань.
ПРО АВТОРА
Рут Лазкоз
*Ця стаття була спочатку опублікована на The Conversation
