Arianespace’in Ariane 5 roketi, 25 Aralık 2021’de, Fransız Guyanası, Kourou’daki Guyana Uzay Merkezi’ndeki Avrupa Uzay Limanı’nın ELA-3 Fırlatma Bölgesi’nden NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu ile fırlatıldı. James Webb Uzay Teleskobu (bazen JWST veya Webb olarak adlandırılır), kozmik tarihin her aşamasını – güneş sistemimizin içinden erken evrendeki en uzak gözlemlenebilir galaksilere kadar – inceleyecektir. Kredi: NASA/Bill Ingalls
25 Aralık’ta, şimdiye kadar yapılmış en büyük ve en güçlü uzay teleskobu. NASA Dünya’dan başarıyla fırlatıldı.
Eşi görülmemiş bir teknoloji ile, James Webb Uzay Teleskobu (JWST), güneş sistemimizdeki gezegenlerden ve cisimlerden, 13 milyar yıldan fazla bir süre önce ilk yıldızların ve galaksilerin oluştuğu uzayın en derin noktalarına kadar hem yakın hem de uzağı eşleyecek. JWST, 21,3 fit (6,5 metre) çapında bir aynaya sahiptir ve bu da onu fiziksel olarak çok daha büyük yapar. Hubble uzay teleskobu ve Hubble’ın kızılötesi kardeş teleskopu, Caltech’in IPAC’si tarafından işletilen Spitzer Uzay Teleskobu; ayrıca daha geniş bir dalga boyu aralığını kaydeden ve Spitzer’den daha derin ve ayrıntılı görüntüler sağlayan son teknoloji foton dedektörlerine sahiptir.
Bu görüntü, teleskop roketten ayrılırken roketin üst kademesindeki kameralar tarafından yakalandı. Kredi bilgileri: NASA
Lansman, 2004 yılında inşaatına başlayan proje için önemli bir kilometre taşını temsil ediyor. Lansmandan sonra, teleskop bir aylık bir maceraya başladı. Ayın ötesindeki levrek gözlemlemek, ikinci Lagrange noktası veya L2 olarak adlandırılan ve Dünya’dan yaklaşık 1 milyon mil uzakta olan uzayda bir yörünge konumu. Oradayken, JWST altı aylık bir süreci tamamlayacak. lansman sonrası devreye alma: aynalarını, güneşliklerini ve diğer sistemlerini açacak, soğuyacak, hizalayacak ve kalibre edecektir.
“İle Mars Caltech’teki NASA Exoplanet Bilim Enstitüsü’nün astronomi bölümünde kıdemli öğretim üyesi ve direktörü Charles Beichman, “yedi dakikalık terör” dedikleri bir şeye sahipler – iniş için her şeyin tam olarak gerçekleşmesi gereken zaman penceresi” diyor. “JWST için, her şeyin mükemmel bir şekilde gerçekleşmesi için 29 günlük bir endişe var.”
Birincil araştırma odağı güneş sistemimizin dışındaki gezegenler veya ötegezegenler olan Beichman, JWST’nin araçlarından biri olan Yakın Kızılötesi Kamera (NIRCam) bilim ekibinin bir üyesidir. NIRCam, oluşum sürecinde oldukları için en eski yıldızlardan ve galaksilerden ve yakın galaksilerdeki yıldız popülasyonlarından gelen ışığı algılayacaktır; içimizdeki genç yıldızlar Samanyolu gökada; yakındaki yıldızların yörüngesinde dönen gezegenler; ve Kuiper Kuşağı güneş sistemimizin uç noktalarındaki nesneler. Jet Propulsion Laboratuvarı’nda geliştirilen bir dizi koronagrafik maskenin kullanılması (JPL), ev sahibi yıldızların parlak parlamasını engellemek için Caltech’in NASA için yönettiği, Beichman ve NIRCam ekibi SatürnEpsilon Eri ve Vega da dahil olmak üzere yakındaki parlak yıldızların yörüngesinde dönen -boyutlu ötegezegenler.
NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu. Kredi: NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi Kavramsal Görüntü Laboratuvarı
NIRCam, gökyüzünü çeşitli dalga boylarında gözlemlemek için kullanılan dört ana JWST cihazından biridir. Diğer üçü ise, uzak galaksilerin ışığını, yeni oluşan yıldızları ve belli belirsiz görünen kuyruklu yıldızların yanı sıra Kuiper Kuşağı’ndaki nesneleri gözlemleyecek olan Orta Kızılötesi Enstrüman (MIRI); 100 kozmik nesnenin yüksek çözünürlüklü spektroskopik gözlemlerini aynı anda gerçekleştirecek Yakın Kızılötesi Spektrograf (NIRSpec); ve ötegezegenlerin yanı sıra evrenin ilk yıldızlarından gelen ışığı karakterize etmek için daha düşük çözünürlüklü spektroskopik ölçümler yapacak olan İnce Yönlendirme Sensörü/Yakın Kızılötesi Görüntüleyici ve Yarıksız Tayfografı (FGS/NIRISS). MIRI aracı, JPL ve Avrupa Uzay Ajansı tarafından ortaklaşa geliştirildi.
Teleskop kurulumunu tamamladıktan sonra, Caltech araştırmacıları gözlem yapmak için onaylananlar arasında zaten. Aynı zamanda bir JPL araştırma bilimcisi olan Astronomi Profesörü Dimitri Mawet ve Caltech doktora sonrası araştırmacı Jorge Llop Sayson ile işbirliği içinde, Beichman ve uluslararası bir bilim adamları ekibi, dünyaya en yakın güneş benzeri yıldız olan Alpha Centauri’yi gözlemlemek için onay aldı. ve etrafında dönen bir gezegeni olup olmadığını belirleyin – özellikle, yaklaşık bir gaz gezegeni. Jüpiter. Gelecekteki teleskoplar daha da küçük gezegenleri arayabilirler. Alpha Centauri, Dünya’dan sadece 4.3 ışıkyılı uzaklıktadır.
Teleskopun bir diğer önemli amacı, ötegezegenlerin bileşimini ve fiziksel özelliklerini karakterize etmek olacaktır. Yüksek lisans öğrencisi Michael Zhang (MS ’18) liderliğindeki bir ekiple birlikte, Caltech Gezegen Bilimi Profesörü Heather Knutson, yakındaki bir yıldızın etrafında sekiz saatlik bir yörüngede dönen, dünyadan daha küçük ultra sıcak bir gezegeni incelemek için MIRI cihazını kullanacak. .
Diğer gözlemciler, Spitzer Uzay Teleskobu tarafından keşfedilen TRAPPIST-1 sistemindeki Dünya büyüklüğündeki gezegenleri gözlemlemek için MIRI cihazını kullanmayı ve potansiyel olarak yaşanabilir Dünya benzeri gezegenlerin atmosferik bileşimlerini ilk kez karakterize etmeyi planlıyorlar. Genel olarak, Caltech ve JPL ötegezegen Doktora sonrası araştırmacı Jessica Spake, ayrıca JPL’den ziyaret eden ortak Renyu Hu ve JPL araştırmacısı Tiffany Kataria da dahil olmak üzere araştırmacılar, ötegezegenleri incelemek için JWST zamanı alma konusunda toplu olarak başarılı oldular. Exoplanet çalışmalarına ek olarak, Caltech bilim adamları kozmolojik ölçümler yapmak ve uzak galaksileri incelemek için JWST’yi kullanacaklar.
Örneğin, IPAC Personel Bilimcisi Andreas Faisst ve ekibi, lakaplı bir gökyüzü parçasını incelemek için NIRCam ve MIRI araçlarını kullanacak. EVREN. Galaksimizde çok az yıldız var ve hiç gaz bulutu bu alanı görmemizi engelliyor; Hubble ve Spitzer tarafından ünlü bir şekilde görüntülendi ve galaksilerin hem temel fiziksel özelliklerinden hem de onları çevreleyen ortamdan nasıl etkilendiğini incelemek için Keck teleskoplarından ve diğer yer tabanlı gözlemevlerinden gelen takip verileri elde edildi – bir tür çalışma galaktik gelişimde doğa ve beslenme.
“JWST’nin, uzak gökadaların yapısını ve içlerindeki yerel yıldız oluşum yerlerini incelemek ve evrenimizdeki ilk gökadaları birden fazla gökadadan bulup karakterize etmek için benzeri görülmemiş uzaysal çözünürlükte görüntüleme verileri sağlayarak bu çalışmayı genişletmesi bekleniyor. 13,5 milyar yıl geçmiş,” diyor Faisst. “Ayrıca, evrenin en büyük kütleli gökadalarına ilişkin anlayışımızda devrim yaratacak ve özellikle bazılarının neden yıldız oluşturmayı bıraktığı sorusuna yanıt verecek.”
Beichman, JWST’nin güneş sistemimizdekilerden evrenin en uzak bölgelerine kadar yakın ve uzak çok çeşitli nesneleri inceleme yeteneklerinde dönüştürücü olduğunu vurguluyor. “Benzeri görülmemiş yeteneklerle tüm astronomik ve güneş sistemi topluluklarına hizmet edecek” diyor. “Daha önceki herhangi bir yer veya uzay tabanlı teleskopla karşılaştırıldığında, JWST, kızılötesi dalga boylarında hem görüntü hem de spektrum alma konusunda devrim niteliğinde bir yeteneğe sahip.”