Космический телескоп НАСА Джеймса Уэбба вот-вот прибудет в свой новый дом.
Самая совершенная космическая обсерватория из когда-либо построенных, Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), прибудет во вторую точку Лагранжа на Земле (L2) в 2:00 по восточному стандартному времени в понедельник, 24 января 2022 года. Это особое место в космосе. в миллионах миль от Земли, откуда он может держать Солнце, Землю и Луну позади себя, одновременно заглядывая в космос так глубоко, как никогда раньше.
Ну и что?
Ожидается, что Уэбб приступит к научным работам только в конце этого года, вероятно, примерно в мае или июне 2022 года, когда 18 позолоченных бериллиевых сегментов его фирменного 21,5-футового/6,5-метрового зеркала будут выровнены и ваша оптическая система будет откалибрована.
Специализируясь на обнаружении самого старого света во Вселенной, инфракрасной части спектра, мы знаем, что Уэбб будет фотографировать ранние галактики, исследовать тайны происхождения Вселенной и непосредственно делать снимки экзопланет, но действительно ли это входит в его официальный список дел?
Из длинного списка, состоящего из более чем 1100 проектов из 44 стран, это одни из самых интригующих проектов, когда-либо назначенных (всего 8760 часов) в цикле 1, первом году запланированных наблюдений Уэбба.
Искать «космический рассвет»
Первым и крупнейшим проектом первого года работы Уэбба станет COSMOS-Webb, программа по нанесению на карту первых галактик Вселенной, так называемого «космического рассвета».
Вероятно, это приведет к получению данных, которые будут использоваться учеными на протяжении десятилетий. Его инструмент NIRCam будет нацелен на ту же эталонную область ночного неба, которую ранее заснял Хаббл, но на этот раз ожидается, что он обнаружит полмиллиона пока еще неизвестных галактик в ближнем инфракрасном диапазоне, а также 32 000 галактик в среднем инфракрасном диапазоне. инфракрасный.
«Поскольку мы покрываем такую большую территорию, мы можем наблюдать крупномасштабные структуры на заре формирования галактик», — сказала Кейтлин Кейси, доцент Техасского университета в Остине и содиректор COSMOS.-Webb. программа. «Мы также будем искать некоторые из самых редких галактик, существовавших в древние времена, и составим карту крупномасштабного распределения темной материи в галактиках начиная с очень древних времен».
COSMOS-Webb является частью программы Webb Treasury, которая представляет собой наборы данных, которые считаются настолько важными, что будут обнародованы навечно.
Посмотрите, есть ли в системе TRAPPIST-1 Земля 2.0.
Вскоре Уэбб проведет первое детальное исследование атмосферы планеты в обитаемой зоне в ближнем инфракрасном диапазоне.
TRAPPIST-41 — небольшой красный карлик, расположенный примерно в 1 световом году от Земли, в созвездии Водолея, вокруг него находится семь планет размером с Землю — максимум, что нам известно на данный момент. Три экзопланеты были обнаружены вокруг TRAPPIST-1 в 2016 году телескопом транзитных малых планет и планетезималей (TRAPPIST) в Чили, а затем уже вышедшим из эксплуатации космическим телескопом НАСА «Спитцер».
Теперь очередь Уэбба рассказать нам кое-что, чего мы не знаем об этих потенциально похожих на Землю планетах, в частности о TRAPPIST-1c, которая, как говорят, скалистая и похожа на Венеру.
В течение первого года обучения Уэбба он продюсировал материал для книги «Горячий взгляд на крутой мир: есть ли у трапписта-1c атмосфера?» и исследовать планету земной группы TRAPPIST-1c, чтобы обнаружить наличие атмосферы.
Другой проект, Исследование атмосферных планет TRAPPIST-1, подтвердит, есть ли у планет атмосфера.
Разгадайте тайны звездообразования
Как образуются звезды и звездные скопления? Вы можете подумать, что астрономам уже пора это знать, но большая часть Вселенной закрыта газом и пылью.
Кью Уэбб, который сможет видеть сквозь что угодно благодаря своей чувствительности к инфракрасному излучению. В рамках другого исследования Webb Treasure международная исследовательская группа будет изучать звезды, звездные скопления и пыль, обнаруженные в 19 близлежащих галактиках.
Это обзор PHANGS (Физика с высоким угловым разрешением в ближней галактике), в котором принимают участие более 100 международных экспертов для изучения звездообразования от начала до конца.
«Уэбб покажет звездообразование на самых ранних стадиях, точно так же, как газ коллапсирует, образуя звезды, и нагревает окружающую пыль», — сказала главный научный сотрудник обсерватории Джемини Дженис Ли из лаборатории NOIRLab Национального научного фонда в Тусоне, штат Аризона.
По словам ученых, это должно привести к созданию революционных данных и стимулированию крупных научных прорывов.
Откройте для себя спутники Урана
За исключением короткого пролета зонда НАСА «Вояджер-1986» в 2 году, седьмая планета от Солнца практически не исследована, а ее 27 спутников и того меньше.
Вот тут-то и появляется «Спутники Урана: исследование их происхождения, органических компонентов и возможной мировой активности в океане» NIRSpec — проект, который будет использовать 21 час времени Уэбба для изучения Ариэля, Умбриэля, Титании и Оберона.
Эти четыре крупнейших спутника будут исследованы на наличие следов аммиака, органических молекул, льда из углекислого газа и воды, чтобы выяснить, есть ли на них, как предполагают некоторые теории, подземные океаны.
Есть надежда, что этот набор данных можно будет использовать для планирования будущих миссий космических кораблей по исследованию Урана и его спутников, таких как эта захватывающая новая флагманская миссия, которую в настоящее время обсуждает НАСА.
Взвешивание сверхмассивной черной дыры
Астрономы обнаружили сверхмассивную дыру массой примерно в 40 миллионов раз больше нашего Солнца в соседней спиральной галактике под названием NGC 4151.
Стремясь точно определить, как сверхмассивная дыра (присутствующая во всех галактиках) «питает» и влияет на окружающую галактику, команда под руководством Университета Мемфиса хочет использовать Уэбба для определения ее массы.
В проекте «Подача и обратная связь АЯГ» в NGC 4151 Уэбб будет использоваться для измерения движений звезд в ядре галактики, поскольку чем быстрее движутся ближайшие звезды, тем тяжелее должна будет быть черная дыра по мере увеличения ее размера.
Как Уэбб сделает свои открытия
Чтобы понять, почему Уэбб уникален и как он будет делать свои открытия, полезно точно знать, какие научные инструменты находятся на борту:
MIRI (прибор среднего инфракрасного диапазона) – камера и спектрограф, который видит свет в средней инфракрасной области электромагнитного спектра. В основном для широкоугольных астрофотографических изображений, которые лучше, чем у Хаббла.
NIRCam (камера ближнего инфракрасного диапазона): для обнаружения света первых звезд и галактик. У него есть коронограф, который может блокировать свет звезды, что помогает находить планеты, вращающиеся вокруг близлежащих звезд.
NIRISS (сканер ближнего инфракрасного диапазона и безщелевой спектрограф): для обнаружения «первого света» первых звезд и для обнаружения экзопланет, когда они пересекают свою звезду.
NIRSpec (спектрограф ближнего инфракрасного диапазона) – спектрометр для рассеяния света от объекта в спектр. Этот прибор может одновременно наблюдать 100 объектов.