לנו בני האדם יש רעב שאינו יודע שובע להבנת היקום. כמו שאמר קרל סגן, "ההבנה היא אקסטזי." אבל כדי להבין את היקום, אנו זקוקים לדרכים טובות וטובות יותר להתבונן בו. וזה אומר דבר אחד: טלסקופים גדולים, ענקיים, עצומים.
בסדרה זו נסקור 6 מתוך הטלסקופים העל העולמיים:
- טלסקופ מגלן הענק
- הטלסקופ הגדול ביותר
- הטלסקופ 30 מטר
- הטלסקופ הגדול ביותר באירופה
- טלסקופ הסקר הסינופטי הגדול
- טלסקופ החלל ג'יימס ווב
- טלסקופ סקר האינפרא אדום בשדה הרחב
טלסקופ החלל ג'יימס ווב "> טלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST, או הווב) עשוי להיות הצפוי ביותר להוט של טלסקופ העל. אולי בגלל שהיא עברה מסלול עינויים בדרך לבנייתו. או אולי מכיוון שהוא שונה משאר הטלסקופים העל, מה זה במרחק של 1.5 מיליון ק"מ (1 מיליון מיילים) מכדור הארץ ברגע שהוא פועל.
אם עקבת אחר הדרמה שמאחורי הווב, תדע כי חריגות העלויות כמעט גרמו לביטולו. זו הייתה בושה ממש.
ה- JWST מתבשל מאז 1996, אך ספג כמה מהמורות בכביש. הדרך והבולשות שלה נדונו במקומות אחרים, ולכן להלן פירוט קצר.
ההערכות הראשוניות עבור JWST היו תג מחיר של 1.6 מיליארד דולר ותאריך השקה של 2011. אך העלויות בלטו והיו בעיות אחרות. זה גרם לבית הנבחרים בארה"ב לעבור לביטול הפרויקט בשנת 2011. עם זאת, בהמשך אותה שנה, הקונגרס האמריקני הפך את הביטול. בסופו של דבר העלות הסופית של הווב הגיעה ל -8.8 מיליארד דולר, עם תאריך ההשקה שנקבע לאוקטובר 2018. המשמעות היא שהאור הראשון של JWST יהיה הרבה יותר מהר מאשר שאר הטלסקופים העל.
הווב הוצג כממשיך דרכו של טלסקופ החלל האבל, אשר פועל מאז 1990. אך האבל נמצא במסלול כדור הארץ הנמוך, ובעל מראה ראשית בגובה 2.4 מטר. ה- JWST ימוקם במסלול בנקודה LaGrange 2, והמראה הראשית שלו תהיה 6.5 מטרים. האבל מתבונן בספקטרום האולטרה-סגול, הנראה, והקרוב לאינפרא אדום, ואילו הווב יצפה באור גל אור (כתום-אדום) ארוך גלוי, דרך האינפרא אדום כמעט עד האינפרא-אדום האמצעי. יש לכך כמה השלכות חשובות על המדע שהניב הווב.
ג'יימס ווב בנוי סביב ארבעה מכשירים:
- המצלמה הקרובה לאינפרא אדום (NIRCam)
- הספקטרוגרף הקרוב לאינפרא אדום (NIRSpec)
- הכלי האינפרא אדום באמצע (MIRI)
- חיישן ההדרכה היפה / דימוי אינפרא אדום קרוב וספקטרוגרף חסר סדק (FGS / NIRISS)
ה- NIRCam הוא התמונות העיקריות של ווב. היא תבחין בהיווצרות הכוכבים והגלקסיות הקדומים ביותר, אוכלוסיית הכוכבים בגלקסיות סמוכות, אובייקטים של חגורת קויפר, וכוכבים צעירים בנתיב החלב. NIRCam מצויד בפסיקים, החוסמים את האור מחפצים בהירים על מנת לצפות באובייקטים עמומים יותר בסביבה.
NIRSpec תפעל בטווח שבין 0 ל -5 מיקרון. הספקטרוגרף שלו יפצל את האור לספקטרום. הספקטרום שהתקבל מספר לנו על עצמים, טמפרטורה, מסה והרכב כימי. NIRSpec תצפה במאה חפצים בבת אחת.
מירי היא מצלמה וספקטרוגרף. היא תראה את האור המוסט של גלקסיות רחוקות, כוכבים חדשים שנוצרו, אובייקטים בחגורת קויפר, ושביטים קלושים. המצלמה של MIRI תספק דימות רחבות רחבות ונקודות פס רחב, שתעמוד שם למעלה עם התמונות המדהימות שהאבל העניק לנו תזונה קבועה של. הספקטרוגרף יספק פרטים פיזיים של העצמים הרחוקים שהוא יצפה בהם.
חלק חיישן ההדרכה בסדר מ- FGS / NIRISS יעניק ל- Webb את הדיוק הנדרש בכדי להניב תמונות באיכות גבוהה. NIRISS הוא מכשיר המתמחה הפועל בשלושה מצבים. היא תחקור גילוי אור ראשון, איתור ואפיון של exoplanet, וספקטרוסקופיית מעבר אקספלנט.
המטרה הקשתית של JWST, יחד עם טלסקופים רבים אחרים, היא להבין את היקום ואת מקורותינו. ה- Webb יחקר ארבעה נושאים רחבים:
- אור ראשון ויינון מחדש: בשלבים הראשונים של היקום, לא היה אור. היקום היה אטום. בסופו של דבר, כשהתקרר, פוטונים הצליחו לנוע בצורה חופשית יותר. ואז, כנראה מאות מיליוני שנים אחרי המפץ הגדול, נוצרו מקורות האור הראשונים: כוכבים. אבל אנחנו לא יודעים מתי, או אילו סוגים של כוכבים.
- כיצד הגלקסיות מתאספות: אנו רגילים לראות תמונות מדהימות של גלקסיות הספירלה הגדולות שקיימות במגזין החלל. אבל גלקסיות לא תמיד היו כאלה. גלקסיות מוקדמות היו לרוב קטנות ומגושמות. איך הם נוצרו לצורות שאנו רואים היום?
- לידת כוכבים ומערכות פרוטופלאנריות: העין החדה של הווב תציץ ישר בענני אבק ש'היקפים כמו האבל לא יכולים לראות דרכם. ענני האבק האלה הם המקום בו כוכבים נוצרים, והמערכות הפרוטופלאנריות שלהם. מה שאנחנו רואים שם יגיד לנו רבות על היווצרות מערכת השמש שלנו, כמו גם שופך אור על שאלות רבות אחרות.
- כוכבי לכת ומקורות החיים: אנו יודעים כעת כי exoplanets הם נפוצים. מצאנו אלפים מהם מקיפים את כל סוגי הכוכבים. אך אנו עדיין יודעים מעט מאוד עליהם, כמו עד כמה האווירה נפוצה, ואם אבני הבניין של החיים נפוצות.
כל אלה כמובן נושאים מרתקים. אך בזמננו הנוכחי, אחד מהם בולט בין האחרים: כוכבי לכת ומקורות החיים.
התגלית האחרונה של מערכת TRAPPIST 1 עוררה אנשים שמתרגשים אולי לגלות חיים במערכת סולארית אחרת. ב- TRAPPIST 1 יש 7 כוכבי לכת יבשתיים, ו -3 מהם נמצאים באזור המגורים. אלה היו חדשות ענק בפברואר 2017. הבאז עדיין מוחשי, ואנשים ממתינים בשקיקה לעוד חדשות על המערכת. כאן נכנס ה- JWST.
שאלה אחת גדולה סביב מערכת TRAPPIST היא "האם לכוכבי הלכת יש אטמוספרות?" ה- Webb יכול לעזור לנו לענות על זה.
מכשיר ה- NIRSpec ב- JWST יוכל לאתר את האטמוספרות סביב כוכבי הלכת. אולי חשוב מכך, היא תוכל לחקור את האטמוספירה ולספר לנו על הרכבם. אנו נדע אם האטמוספרות, אם הן קיימות, מכילות גזי חממה. ה- Webb עשוי גם לאתר כימיקלים כמו אוזון ומתן, שהם ביג-בינונית ויכולים לדעת לנו אם יתכן שיש חיים בכוכבי הלכת הללו.
אפשר לומר שאם ג'יימס ווב היה מסוגל לאתר אטמוספרות בכוכבי הלכת TRAPPIST 1, ולאשר את קיומם של כימיקלים ביו-חתימה שם, הוא כבר היה עושה את שלו. גם אם זה יפסיק לעבוד אחרי זה. זה כנראה מופרך. אבל עדיין, האפשרות היא שם.
המדע ש- JWST יספק הוא מסקרן ביותר. אבל אנחנו עוד לא שם. עדיין יש עניין ההשקה של JWST, וזו פריסה מסובכת.
המראה העיקרי של ה- JWST גדול בהרבה מזה של האבל. קוטרו 6.5 מטר, לעומת 2.4 מטר להאבל. האבל לא הייתה בעיה להשיק, למרות היותו גדול כמו אוטובוס בית ספר. זה הוצב בתוך מעבורת חלל, ונפרס על ידי קנדארם במסלול כדור הארץ נמוך. זה לא עובד עבור ג'יימס ווב.
יש לשגר את ה- Webb על סיפון רקטה שתישלח בדרך ל- L2, זה הבית בסופו של דבר. וכדי שיגור על סיפון הרקטה, הוא צריך להתאים לחלל מטען באף הרקטה. זה אומר שצריך לקפל אותו.
המראה, המורכבת מ -18 קטעים, מקופלת לשלושה בתוך הרקטה ונפרשת בדרכה אל L2. גם האנטנות ותאי השמש צריכים להתפתח.
שלא כמו האבל, יש לשמור על הווב קריר במיוחד כדי לבצע את עבודתו. יש לו קירור קריר שיעזור בכך, אבל יש לו גם שמשיה עצומה. השמשונית הזו היא חמש שכבות, וגדולה מאוד.
אנו זקוקים לכל הרכיבים האלה כדי לפרוס כדי שה- Web יעשה את שלו. ושום דבר כזה לא נוסה בעבר.
ההשקה של ה- Webb ממוקמת רק 7 חודשים. זה ממש קרוב, בהתחשב בכך שהפרויקט כמעט ובוטל. יש קרנית שפה של המדע לאחר שהיא עובדת.
אבל אנחנו עדיין לא שם ונצטרך לעבור את ההשקה וההתפשטות העוטפת עצבים לפני שנוכל ממש להתרגש.
