Космическият телескоп "Джеймс Уеб" (James Webb) на стойност 10 милиарда долара беше изстрелян на Коледа от космодрума Куру във Френска Гвиана. Той ще измине 1,5 милиона километра до определена точка отвъд орбитата на Луната и ще разгърне огледало, за да сканира небето в оптичен и инфрачервен диапазон. Очаква се той да намери екзопланети, на които има живот, и да погледне в люлката на Вселената.
За най-големия и скъп космически телескоп пред РИА Новости разказва Пол Андрю Боули, старши изследовател в Лабораторията за фундаментални и приложни изследвания на релативистични обекти на Вселената в Московския физико-технически институт.
Съвместният проект на американската, канадската и европейската космическа агенция е замислен още в средата на 90-те години на ХХ век. "Джеймс Уеб" не е подобрена версия на "Хъбъл", а напълно нов клас космически телескоп, много по-голям и по-сложен от своите предшественици. Той има композитно огледало, което се разгъва в пространството, и уникален топлинен щит, който може го предпази от температурни разлики от стотици градуси. Всички ключови системи са дублирани или съществуват в различни версии, така че винаги има възможност за подмяна, ако нещо се повреди. В противен случай ще бъдат пропилени десет милиарда долара.
За астрономите един от основните параметри на телескопа е дължината на вълната, която е настроен да приеме. От това зависи какви физически процеси и температури можем да наблюдаваме.
Телескопът "Джеймс Уеб" ще работи в диапазон от половин микрон (долната граница на видимата светлина) до 25 микрона (среден инфрачервен диапазон). За класическата астрономия тук има много задачи – например спектроскопията на звездите, която показва техния химичен състав. Част от този диапазон е недостъпна за наблюдения от Земята поради атмосферата, която поглъща радиацията и изкривява изображенията. Един от начините това да се заобиколи е да се изпрати телескопът на орбита.
Снимка: NASA/Desiree Stover
Освен дължината на вълната и качеството на изображението, важен е и размерът на най-голямото огледало. При "Джеймс Уеб" то е шест метра и половина. Сред наземните телескопи има и много по-големи, но за Космоса шест и половина е безпрецедентен размер в оптичния и инфрачервения диапазон. Апаратите от предишното поколение са много по-скромни в това отношение: "Хъбъл" има два метра и половина, "Хершел" - три и половина.
Колкото по-голям е диаметърът на огледалото, толкова по-силна е пространствената разделителна способност на телескопа. От това зависи колко малки детайли ще различаваме в изображенията и панорамните карти. И също така - колко слаби източници (звезди, галактики) ще видим. Колкото по-далеч от нас е обектът на наблюдение, толкова по-слаб е той. Разбира се, характеристиките му също са важни, но като цяло голям телескоп ще записва по-далечни обекти.
На стабилна орбита
"Джеймс Уеб" трябва да попадне в точка на Лагранж L2, която заема специална позиция в системата Слънце-Земя. Тази орбита е квазистабилна, а не като МКС или например "Хъбъл", които непрекъснато се движат спрямо Земята. Би било възможно да се изпрати апарат в далечна орбита, но това не е най-добрият вариант.
Точка на Лагранж L2 е стабилно място, където инструментът се намира постоянно и не са необходими големи корекции на орбитата му. Земята е на милион и половина километра, така че няма да се явява пречка за наблюденията.
За кого ще работи "Джеймс Уеб"?
На учените и организациите, участващи в създаването на телескопа, се гарантира определен период на наблюдение. Това е своеобразна награда за вложените усилия и пари. Всички останали ще имат възможност да провеждат наблюдения чрез "Джеймс Уеб" на конкурсен принцип. Освен това общото време принципно е повече от гарантираното. И това е логично. Разработчиците не ограничават достъпа до телескопа, защото винаги има недостиг на човешки ресурси. Екипът, създал и обслужващ апарата, няма да може да се справи сам с обема данни, получени за година. Те просто няма да могат да бъдат обработени и анализирани.
Това се отнася за почти всички телескопи - както наземни, така и космически. Създателите им се интересуват от постоянен приток на потребители. Научен екип от всяка страна по света има право да кандидатства за наблюдение. Нейната кандидатура ще се одобрява от експертна комисия. Ако решението е положително, я поставят на опашката и ѝ се отделя време. Всичко е безплатно.
Данните за наблюдения първо се предоставят изключително на заявителите. Те, като правило, ги използват само една година. Това е достатъчно, за да получат резултати и да ги публикуват. Освен това информацията е достъпна за всеки. Това е нормална практика в астрономията и "Джеймс Уеб" не е изключение.
Телескопът ще пристигне в точка на Лагранж L2, ще се отвори, ще конфигурира системите, след което трябва да бъде тестван. Ако всичко върви по план, ще са необходими 12 месеца, докато учените започнат да провеждат наблюдения. След това може да се подават заявления за общо време. Това обикновено се прави веднъж годишно.
Точките на Лагранж в системата Слънце-Земя. Изображение: NASA
Великата тайна на Космоса
Една от ключовите области на работа на новия телескоп е изследването на газовия състав на атмосферите на екзопланети. За тази цел се измерва спектърът, който показва интензитета на излъчване в зависимост от дължината на вълната. Има няколко аналогични работи на наземни телескопи, но нивото на сигнала им е много ниско. "Джеймс Уеб" има техническата способност да реши този проблем и резултатът може да бъде много интересен.
Задачите за изучаване както на екзопланети, така и на междузвездно вещество се отнасят главно до Млечния път. Но "Джеймс Уеб" е в състояние да проследи еволюцията на цялата Вселена: той ще види галактики на големи червени отмествания (те служат като мярка за космологични разстояния). Получавайки техните спектри, ще бъде възможно да се прецени звездният им състав и етапите на еволюция. Такива обекти са известни и сега, но новият телескоп е способен да ги открива в големи количества и на безпрецедентни разстояния.
За нас е важно да познаваме подробните свойства на далечните източници, за да тестваме теориите за тяхното формиране. Галактиките преминават през различни етапи на развитие. Когато са се образували, съставът на материята е бил различен. Всичко, което виждаме около нас, се е появило много по-късно - в резултат на обмена на вещества от няколко поколения звезди.
Има една класическа фраза на Карл Сейгън: "Ние сме създадени от звезден прах." В ранната Вселена като цяло не е имало нищо по-тежко от хелия и всички последващи химически елементи са възникнали във вътрешността на звездите и при експлозии на свръхнови. За да разберем какви условия е имало в ранната Вселена, трябва да погледнем в миналото – в онова време, когато галактиките тъкмо са се формирали. А това е възможно само ако се наблюдават много далечни обекти (светлината от които е пътувала до нас милиарди години). За много големи разстояния все още разполагаме само с хипотези, които не са подкрепени от наблюдения.
