Evreni Görmenin Yeni Bir Yoluna Hazırlanın

<span class="glossaryLink" aria-describedby="tt" data-cmtooltip="

” data-gt-translate-attributes=”[{” attribute=””>NASA’s James Webb Space Telescope is finally ready to do science – and it’s seeing the universe more clearly than even its own engineers hoped for.

NASA is scheduled to release the first images taken by the James Webb Space Telescope on July 12, 2022. They’ll mark the beginning of the next era in astronomy as Webb – the largest space telescope ever built – begins collecting scientific data that will help answer questions about the earliest moments of the universe and allow astronomers to study exoplanets in greater detail than ever before. But it has taken nearly eight months of travel, setup, testing, and calibration to make sure this most valuable of telescopes is ready for prime time. Marcia Rieke, an astronomer at the University of Arizona and the scientist in charge of one of Webb’s four cameras, explains what she and her colleagues have been doing to get this telescope up and running.

1. Teleskop fırlatıldığından beri ne oldu?

James Webb Uzay Teleskobu’nun 25 Aralık 2021’de başarılı bir şekilde piyasaya sürülmesinden sonra ekip, teleskopu son yörünge konumuna getirme, teleskopu açma ve – her şey soğudukça – kameraları ve sensörleri kalibre etme uzun sürecine başladı.

Fırlatma, bir roket fırlatmasının gidebileceği kadar sorunsuz geçti. NASA’daki meslektaşlarımın ilk fark ettiği şeylerden biri, teleskopun, yörüngesinde gelecekte ayarlamalar yapmak için tahmin edilenden daha fazla yakıt kalmasıydı. Bu, Webb’in misyonun ilk 10 yıllık hedefinden çok daha uzun süre çalışmasına izin verecek.

Webb’in yörüngedeki son konumuna bir ay süren yolculuğu sırasındaki ilk görev, teleskopu açmaktı. Bu, teleskopu soğutmaya yardımcı olan güneş kalkanının beyaz eklemli açılmasıyla başlayarak, aynaların hizalanması ve sensörlerin açılmasıyla başlayarak herhangi bir aksama olmadan ilerledi.

Güneş kalkanı açıldıktan sonra, ekibimiz gemideki dört kamera ve spektrometrenin sıcaklıklarını izlemeye başladı ve cihazların çalışabileceği 17 farklı modun her birini test etmeye başlayabilmemiz için yeterince düşük sıcaklıklara ulaşmalarını bekledi.

Burada görülen NIRCam, son derece uzak ve eski galaksilerden gelen kızılötesi ışığı ölçecek. Çevrimiçi olan ve 18 ayna parçasının hizalanmasına yardımcı olan ilk araçtı. Kredi bilgileri: NASA/Chris Gunn

2. İlk önce neyi test ettiniz?

Webb’deki kameralar tam da mühendislerin tahmin ettiği gibi soğudu ve ekibin açtığı ilk cihaz Yakın Kızılötesi Kamera – veya NIRCam oldu. NIRCam aşağıdakileri incelemek için tasarlanmıştır: en eski yıldızlar veya galaksiler tarafından üretilen zayıf kızılötesi ışık evrende. Ancak bunu yapmadan önce NIRCam, Webb’in aynasının 18 ayrı parçasını hizalamaya yardım etmek zorundaydı.

NIRCam eksi 280 F’ye soğuduğunda, Webb’in ayna parçalarından yansıyan ışığı tespit etmeye ve teleskopun ilk görüntülerini üretmeye yetecek kadar soğuktu. İlk ışık görüntüsü geldiğinde NIRCam ekibi kendinden geçmişti. Biz işin içindeydik!

Bu görüntüler, ayna parçalarının hepsinin gökyüzünün nispeten küçük bir alanını işaret ettiğini ve hizalamanın planladığımız en kötü durum senaryolarından çok daha iyi olduğunu gösterdi.

Webb’in Hassas Yönlendirme Sensörü de bu sırada devreye girdi. Bu sensör, teleskobun bir hedefe sabit bir şekilde bakmasına yardımcı olur – tüketici dijital kameralarındaki görüntü sabitlemeye çok benzer. Yıldız HD84800’ü referans noktası olarak kullanan NIRCam ekibindeki meslektaşlarım, başarılı bir görev için gereken minimumdan çok daha iyi, neredeyse mükemmel olana kadar ayna bölümlerinin hizalanmasında yardımcı oldular.

3. Daha sonra hangi sensörler canlandı?

Ayna hizalaması 11 Mart’ta tamamlanırken, Yakın Kızılötesi Spektrograf – NIRSpec – ve Yakın Kızılötesi Görüntüleyici ve Yarıksız Spektrograf – NIRISS – soğutmayı bitirdi ve partiye katıldı.

NIRSpec ölçmek için tasarlanmıştır farklı dalga boylarındaki ışığın gücü bir hedeften geliyor. Bu bilgi, uzak yıldızların ve galaksilerin bileşimini ve sıcaklığını ortaya çıkarabilir. NIRSpec bunu, diğer ışığı dışarıda tutan bir yarıktan hedef nesnesine bakarak yapar.

NIRSpec, izin veren çoklu yarıklara sahiptir. aynı anda 100 nesneye bak. Ekip üyeleri, çoklu hedef modunu test ederek, yarıkların açılıp kapanmasını emrederek başladılar ve yarıkların komutlara doğru tepki verdiğini doğruladılar. Gelecekteki adımlar, yarıkların tam olarak nereye işaret ettiğini ölçecek ve bunu kontrol edecek. aynı anda birden fazla hedef gözlemlenebilir.

NIRISS, ışığı farklı dalga boylarına da bölen yarıksız bir spektrograftır, ancak sadece yarıklardakileri değil, bir alandaki tüm nesneleri gözlemlemek. Özellikle ana yıldızlarına yakın olan ötegezegenleri incelemek için özel olarak tasarlanmış ikisi de dahil olmak üzere birkaç modu vardır.

Şimdiye kadar, cihaz kontrolleri ve kalibrasyonları sorunsuz bir şekilde ilerliyor ve sonuçlar, hem NIRSpec hem de NIRISS’in, mühendislerin piyasaya sürülmeden önce tahmin ettiğinden daha iyi veriler sunacağını gösteriyor.

Sağdaki görüntü olan MIRI kamerası, soldaki görüntüyü oluşturan Spitzer Uzay Teleskobu gibi önceki teleskoplarla karşılaştırıldığında, gökbilimcilerin toz bulutlarının arasından inanılmaz bir netlikle görmelerini sağlıyor. Kredi: NASA/JPL-Caltech (solda), NASA/ESA/CSA/STScI (sağda)

4. Açılan en son enstrüman neydi?

Webb’de başlatılacak son araç, Orta Kızılötesi Enstrüman veya MIRI idi. MIRI, uzak veya yeni oluşan galaksilerin yanı sıra asteroitler gibi soluk, küçük nesnelerin fotoğraflarını çekmek için tasarlanmıştır. Bu sensör, Webb cihazlarının en uzun dalga boylarını algılar ve eksi 449 F’de tutulmalıdır – sadece 11 derece F yukarıda tamamen sıfır. Daha sıcak olsaydı, dedektörler uzaydaki ilginç nesneleri değil, yalnızca cihazın kendisinden gelen ısıyı alacaktı. MIRI’nin sahip olduğu kendi soğutma sistemicihaz açılmadan önce tam olarak çalışır duruma gelmesi için fazladan zamana ihtiyaç vardı.

Radyo astronomları, Hubble gibi insan gözünün görebildiğine benzer dalga boylarını yakalayan teleskoplar tarafından tamamen tozla gizlenmiş ve tespit edilemeyen galaksiler olduğuna dair ipuçları buldular. Aşırı soğuk sıcaklıklar, MIRI’nin tozdan daha kolay geçebilen orta kızılötesi aralığında ışığa karşı inanılmaz derecede hassas olmasını sağlar. Bu hassasiyet Webb’in büyük aynası ile birleştiğinde, MIRI’nin bu toz bulutlarına nüfuz etmesine ve bu tür galaksilerdeki yıldızları ve yapıları ilk kez ortaya çıkarmasına olanak tanıyor.

5. Webb için sırada ne var?

15 Haziran 2022 itibariyle Webb’in tüm enstrümanları açık ve ilk görüntülerini almış durumda. Ek olarak, dört görüntüleme modu, üç zaman serisi modu ve üç spektroskopik mod test edildi ve onaylandı, yalnızca üç tane kaldı.

12 Temmuz’da NASA, Webb’in yeteneklerini gösteren bir dizi teaser gözlemi yayınlamayı planlıyor. Bunlar, Webb görüntülerinin güzelliğini gösterecek ve ayrıca astronomlara alacakları verinin kalitesi hakkında gerçek bir tat verecektir.

12 Temmuz’dan sonra James Webb Uzay Teleskobu, bilim görevi için tam zamanlı olarak çalışmaya başlayacak. Gelecek yılın ayrıntılı programı henüz açıklanmadı, ancak dünyanın dört bir yanındaki gökbilimciler, şimdiye kadar yapılmış en güçlü uzay teleskopundan ilk verileri almak için sabırsızlanıyorlar.

Arizona Üniversitesi Regents Astronomi Profesörü Marcia Rieke tarafından yazıldı.

Bu makale ilk olarak Konuşma.