Год в космосе: телескоп Джеймса Уэбба проделал впечатляющую работу

Наука продолжает ожидать многого от космического телескопа. Речь, конечно же, идет о телескопе Джеймса Уэбба (JWST), который может возвестить новую эру в астрономии.В Рождество 2021 года космический телескоп Джеймса Уэбба был запущен в космос на борту ракеты-носителя Ariane 5 с космодрома во Французской Гвиане. Миссия стартовала без каких-либо проблем. Раньше старт миссии преемника Хаббла, первоначально запланированный на 2007 год, приходилось постоянно откладывать.Впрочем, у JWST возникла проблема с солнцезащитой из-за отказа датчика.Раскладывание солнцезащитных пленок должно было произойти уже в канун Нового года. Солнцезащитный экран, состоящий из пяти слоев каптона и защитной пленки из алюминия и кремния, служит для охлаждения чувствительных инструментов космического телескопа. Для безупречной работы оптики в течение длительного времени требуется температура минус 223 градуса по Цельсию. По словам Европейского космического агентства, которое также участвует в миссии, растяжение солнцезащитного экрана размером с теннисный корт считается «особенно сложной задачей».Фактическое развертывание должно было занять всего 18 минут, но на подготовку потребовались часы из-за нескольких необходимых контрольных шагов. Отказ датчика задержал открытие защитного экрана на несколько дней. НАСА преуменьшило значение проблемы в своем блоге. Инцидент дает команде возможность «узнать все, что можно об основных операциях». В итоге проблема была решена.Температура на холодной стороне системы составляет от минус 116 до минус 192 градусов Цельсия. Телескоп начал двигаться со скоростью 0,55 километра в секунду к месту назначения на расстояние 1,5 миллиона километров от Земли.«Последнее крыло развернуто», — сообщило НАСА в Twitter 8 января. В этот день телескоп Джеймса Уэбба завершил свою двухнедельную фазу запуска развертыванием последней зеркальной пластины. Таким образом, важная веха в миссии была успешно завершена, что является обязательным условием для исследования Вселенной.Преемник телескопа «Хаббл» — совместный проект американского, европейского и канадского космических агентств; это крупнейший в мире космический телескоп.В будущем телескоп Уэбба позволит точнее изучить зарождение Вселенной 13 миллиардов лет назад. Таким образом, понимание формирования галактик, звезд, планет и, в конечном счете, возможно, происхождения жизни должно быть расширено. Затраты на разработку для этого проекта составляют около десяти миллиардов долларов.

Технологии

Компания Ruag Space поставила два высокоточных механизма для камеры под названием «NIRSpec». Механизмы обеспечивают точную установку и вращение колеса фильтра и колеса сетки. «Шарикоподшипник механизма — самый точный во всей Европе», — говорит Андреас Буль, управляющий директор Ruag Space. Механизм работает с точностью до 100 Нм.Ruag Space в настоящее время является крупнейшей австрийской компанией космических технологий, насчитывающей около 250 сотрудников, и независимой дочерней компанией одноименного ведущего европейского поставщика космической техники. Ruag Space, в свою очередь, является частью международной технологической компании Ruag International, базирующейся в Швейцарии, объем продаж которой в 2020 году составил около 1,2 миллиарда евро.Высокотехнологичная компания оснащает спутники и ракеты-носители по всему миру электроникой, механикой и теплоизоляцией. В качестве побочного продукта космической деятельности компания также производит теплоизоляцию, например, для медицинского сектора.При достройке телескопа на Земле также использовалась особая технология. Специальное устройство от RuagSpace поворачивало и наклоняло телескоп, чтобы инженеры могли работать с устройством со всех сторон. Компания также поставила теплоизоляцию для большой антенны связи телескопа. Процесс настройки телескопа Джеймса Уэбба длился всего три недели.После многочисленных трудностей перед запуском и сбоя в раскрытии солнцезащитного козырька телескоп Джеймса Уэбба достиг своей цели в космосе. По данным НАСА, после пятиминутного использования двигателей для коррекции курса телескоп достиг второй точки Лагранжа.

Работа телескопа

От изображений, которые должен доставить телескоп, исследователи ожидают не что иное, как взгляд в прошлое на рождение нашей Вселенной.Благодаря своей чрезвычайной чувствительности в инфракрасном спектре он может обнаруживать объекты, которые в 10-100 раз слабее, чем те, которые ранее были захвачены космическим телескопом Хаббла. В лучшем случае телескоп сможет «увидеть» галактики, которые, возможно, образовались всего через сотни миллионов лет после Большого взрыва.В его нынешнем местоположении орбита телескопа обеспечивает широкий обзор космоса, а оптика и научные инструменты остаются достаточно холодными, чтобы функционировать. Коррекция курса до сих пор израсходовала мало топлива. Оставшееся топливо предназначено для того, чтобы телескоп мог оставаться на своей орбите в ближайшие годы и чтобы регулярные импульсные разряды могли снизить давление солнечной радиации на защитный экран.Устройство стоимостью десять миллиардов долларов должно внимательно наблюдать за Вселенной в течение следующих пяти-десяти лет, в зависимости от развития событий. Когда топливо израсходовано, срок службы заканчивается. Между прочим, помимо заглядывания в прошлое, телескоп мог бы также определить химический состав атмосфер и, возможно, даже найти признаки жизни в далеких галактиках.Первые изображения с телескопа Джеймса Уэбба были опубликованы 12 июля. Космические агентства ЕКА и НАСА раскрыли, на какие пять объектов телескоп был нацелен в первую очередь.

Туманность Киля

Объект NGC 3372 - это одна из самых ярких и крупных туманностей на ночном небе.Это одна из крупнейших областей H-II (название произошло от большого количества водорода H2). Там образуется много новых звезд. Кроме того, в этом регионе находятся одни из самых больших и горячих известных звезд. Они могут быть в 10 раз горячее и в 100 раз массивнее нашего Солнца.

WASP-96b

Экзопланета WASP-96b — газовый гигант в 1150 световых годах от Земли. Его безоблачная атмосфера богата натрием.Планета была открыта в 2014 году. Для этого использовался транзитный метод. При наблюдении за центральной звездой наблюдаются наименьшие отклонения в блеске, которые указывают на вращающуюся вокруг нее планету.Предполагается, что изображения реальной планеты не будет. Скорее здесь проводится спектральный анализ, предположительно на приборе NIRSpec. Благодаря этому можно больше узнать о природе и составе атмосферы экзопланеты.

Туманность Южное кольцо

Как и туманность Киля, этот объект расположен в южной части неба. Планетарная туманность окружает умирающую звезду. Облако газа распространяется со скоростью 15 км/с.

Квинтет Стефана

Это космическое явление представляет собой своего рода танец пяти галактик. Это первая обнаруженная группа галактик.Взаимное притяжение 4 из 5 галактик вызывает их деформацию. Предполагается, что в будущем они сольются.

SMACS 0723

Наименее известная цель — это скопление галактик SMACS 0723 или то, что находится за их пределами. Телескоп использует эффект гравитационной линзы для увеличения объектов на заднем плане. Инструмент позволяет видеть очень удаленные и слабо светящиеся объекты.

JWST технически лучше, чем телескоп Хаббл

Техническое новшество Уэбба заключается в том, что он может лучше видеть сквозь туманность, поскольку также обнаруживает излучение в инфракрасном диапазоне. Он не блокируется пылевыми и газовыми облаками, как видимый свет, но может проникать сквозь них.Новые изображения «Столпов Творения» Уэбба были сделаны с помощью NIRCam — основной камеры JWST, которая также может улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. В результате все еще видны молодые протозвезды, которые только формируются.«Столпы Творения» — это легендарное звездное образование в туманности Орла, находящееся примерно в 7000 световых годах от нас, которое было сфотографировано космическим телескопом Хаббла в 1995 году. Теперь телескоп Джеймса Уэбба снова предоставляет впечатляющие изображения.

Взгляд на недавно родившихся звезд

Видно, например, что там есть скопления пыли и газов. Если эти скопления достаточно тяжелые, они коллапсируют под собственным весом и образуют новые звезды. Малиновые светящиеся области в туманности происходят от только что образовавшихся звезд. Эти звезды особенно хорошо видны во 2-й и 3-й колонках сверху. Им всего несколько сотен тысяч лет — по астрономическим меркам они все еще зарождаются.Снимки с JWST теперь используются исследователями для более подробного изучения звездных образований в туманности Орла. Со временем станет возможным лучше понять условия, при которых звезды могут формироваться в этих пылевых облаках.

Телескоп Джеймса Уэбба ищет запах брокколи - этот биомаркер может указывать на внеземную жизнь

Исследователи из Калифорнийского университета Риверсайд предложили новый биомаркер, присутствие которого указывало бы на наличие внеземной жизни, — запах брокколи. Строго говоря, исследователей интересует не запах брокколи, а метилированный газ, на котором основан этот запах. Новое исследование, проведенное планетологом Микаэлой Леунг из Университета Риверсайд в Калифорнии, показало, что такие газы вряд ли будут испускаться чем-либо, что не является живым.

Метилированные газы как биомаркеры

Метилирование — это процесс, который брокколи, водоросли и многие другие растения и микробы на Земле используют для устранения токсинов, превращая их в газы.Метилированные газы также могли образовываться во время извержений вулканов. Ясно, однако, то, что живые организмы являются наиболее активными производителями таких газов. Исследование также показывает, что некоторые газы более характерны для органического происхождения, чем другие.

JWST может «видеть» такие газы

Хотя метан часто поступает из биологических источников, он также может быть побочным продуктом абиотических реакций. С другой стороны, бромистый метил — это газ, который остается в атмосфере очень короткое время. Если он обнаружен, значит, его недавно выпустило что-то — возможно, живой организм.Так что, очевидно, стоит поискать следы этих газов с помощью JWST и других специализированных телескопов.Ясно только одно: если ученые найдут следы метилированных газов в далекой атмосфере, за ними может стоять форма жизни.