Τι μπορεί να κάνει το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb;

Ένας επιστήμονας στέκεται μπροστά από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb κατά τη διάρκεια της δοκιμής

Μάθετε πώς συγκρίνονται το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble και το νέο διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb



Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (JWST) σχεδιάζεται να εκτοξευτεί από τη NASA στις 22 Δεκεμβρίου 2021.

Συχνά αναφέρεται ως ο «διάδοχος» του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble, το οποίο εκτοξεύτηκε το 1990. Αλλά πόσο μοιάζουν πραγματικά;





Μάθετε πώς το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb και το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble συγκρίνονται με τους αστρονόμους από το Βασιλικό Αστεροσκοπείο Γκρίνουιτς.

Εκτόξευση διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb

Τρέχουσα ημερομηνία κυκλοφορίας: 22 Δεκεμβρίου 2021



πόσα λεπτά είναι σε 11 χρόνια

Αναμενόμενος χρόνος έναρξης: 12.20 μ.μ. GMT (7.20 π.μ. EST)

Τοποθεσία εκκίνησης: Διαστημικό λιμάνι της Ευρώπης , Γαλλική Γουιάνα

Εκκίνηση ζωντανής ροής: σύντομα διαθέσιμο



Τι είδους φως βλέπουν τα τηλεσκόπια;

Χαμπλ

JWST

Ορατό και υπεριώδες



Η κύρια εστίαση του Hubble είναι στο ορατό και το υπεριώδες φως. Τα όργανά του μπορούν να παρατηρήσουν ένα μικρό τμήμα του υπέρυθρου φάσματος από 0,8 έως 2,5 μικρά, αλλά όχι στον βαθμό που μπορεί ο James Webb. Αντίθετα, εστιάζει τις μοναδικές δυνατότητες υπεριώδους ακτινοβολίας (0,1 έως 0,4 micron) σε εργασίες που δεν μπορούν να γίνουν από το έδαφος και τα ορατά (0,4 έως 0,8 micron) όργανα φωτός του στην παραγωγή εικόνων υψηλής ανάλυσης που γνωρίζουμε περισσότερο.

Κόκκινο και υπέρυθρο





Το JWST έχει σχεδιαστεί για να εστιάζει στο υπέρυθρο τμήμα του φάσματος από 0,6 (κόκκινο φως) έως 28 μικρά (υπέρυθρο). Αυτό σημαίνει ότι δεν θα μπορεί να δει στο υπεριώδες φως όπως το Hubble, αλλά θα μπορεί να εστιάζει σε υπέρυθρα φωτεινά αντικείμενα όπως εξαιρετικά μακρινούς γαλαξίες

Το φως ταξιδεύει σε μια σειρά συχνοτήτων κατά μήκος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Τα μάτια μας έχουν εξελιχθεί για να ανιχνεύουν τη ζώνη του φάσματος που είναι γνωστή ως «ορατό φως», κάτι που δεν προκαλεί έκπληξη δεδομένου ότι η ατμόσφαιρά μας εμποδίζει πολλά από τα άλλα μήκη κύματος.



Ωστόσο, υπάρχουν πολλές άλλες μορφές φωτός που δεν μπορούμε να δούμε, τόσο μέσα όσο και έξω από την ατμόσφαιρά μας.



Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα NASA.

Το υπέρυθρο φως έχει μεγαλύτερο μήκος κύματος και μπορεί να περάσει μέσα από αντικείμενα στο διάστημα από τα οποία εμποδίζεται το ορατό φως, όπως αέριο και σκόνη. Αυτός είναι ο λόγος που οι εικόνες που λαμβάνονται με χρήση τηλεσκοπίων που ανιχνεύουν υπέρυθρες συχνότητες μπορούν να διακρίνουν αντικείμενα πέρα ​​από αυτά τα σύννεφα και να φαίνονται πιο καθαρές από αυτές που λαμβάνονται με άλλα τηλεσκόπια.

σούπερ φεγγάρι απόψε
Σύγκριση όψεων του Mystic Mountain NASA/ESA/M. Livio & Hubble 20th Anniversary Team

Σύγκριση όψεων του Mystic Mountain ( NASA/ESA/M. Livio & Hubble 20th Anniversary Team)



Άρα το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb αντικαθιστά το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble;

Επειδή το JWST δεν καλύπτει τους ίδιους τύπους φωτός που έχει το Hubble, δεν «αντικαθιστά» πραγματικά τις ίδιες δυνατότητες που έχει το Hubble.

Ωστόσο, ενώ θα χάσουμε την ικανότητα να βλέπουμε στο υπεριώδες φως με τον ίδιο τρόπο που έκανε το Hubble, επεκτείνοντας το εύρος των μηκών κύματος στο υπέρυθρο φως, το JWST θα παρέχει πρόσβαση σε ένα μέρος του φάσματος που δεν είχε ποτέ το Hubble.

Πόσο μεγάλα είναι τα διαστημικά τηλεσκόπια Hubble και James Webb;

Χαμπλ

Τζέιμς Γουέμπ

Το Hubble έχει μήκος 13,2 μέτρα (43,5 πόδια) και η μέγιστη διάμετρός του είναι 4,2 μέτρα (14 πόδια). Είναι περίπου όσο ένα μεγάλο φορτηγό.

Το διάφραγμα του Hubble (το τμήμα που μπορεί να δέχεται φως) έχει πλάτος 2,4 μέτρα

Η ηλιοφάνεια JWST είναι περίπου 22 μέτρα επί 12 μέτρα (69,5 πόδια x 46,5 πόδια). Είναι περίπου το μισό από ένα αεροσκάφος 737. Η ηλιοπροστασία είναι περίπου όσο ένα γήπεδο τένις.

Το διάφραγμα του JWST είναι 6,5 μέτρα

Το JWST θα έχει μια τεράστια ασπίδα που χρησιμοποιείται για να διατηρεί το τηλεσκόπιο δροσερό. Αυτό είναι σημαντικό για όλα τα διαστημικά τηλεσκόπια, αλλά ισχύει ιδιαίτερα για τα υπέρυθρα τηλεσκόπια όπως το JWST, καθώς τα «θερμά» αντικείμενα ακτινοβολούν πολύ υπέρυθρο φως.

Εάν το ίδιο το τηλεσκόπιο δεν διατηρείται δροσερό, τότε το τηλεσκόπιο κινδυνεύει να τυφλωθεί στο φως οποιουδήποτε αντικειμένου επιχειρεί να παρατηρήσει.

Γήπεδο τέννις

Ωστόσο, η κύρια βελτίωση εδώ είναι το διάφραγμα του τηλεσκοπίου.

Αυτό είναι ουσιαστικά το μέγεθος της οπής στο τέλος του τηλεσκοπίου ή, στην περίπτωση τηλεσκοπίων όπως αυτά, το μέγεθος του καθρέφτη που χρησιμοποιείται για τη συλλογή του φωτός. Είναι το ισοδύναμο της κόρης στο κέντρο του ματιού μας, η σκοτεινή «τρύπα» που αφήνει το φως.

Όσο μεγαλύτερο είναι το διάφραγμα, τόσο περισσότερο φως μπορεί να συγκεντρώσει το τηλεσκόπιο με μία κίνηση και έτσι τόσο πιο αμυδρό μπορεί να δει ένα αντικείμενο.

Το Hubble, με το διάφραγμα των 2,4 μέτρων, μπορεί να δει αντικείμενα τουλάχιστον 60.000 φορές πιο αμυδρά από το ανθρώπινο μάτι (το οποίο στη συνέχεια επεκτείνεται πολύ χρησιμοποιώντας κάμερες για τη λήψη φωτογραφιών με μεγάλη έκθεση).

Με έναν καθρέφτη σχεδόν τρεις φορές φαρδύτερο, το JWST θα μπορεί να δει αντικείμενα σχεδόν εννέα φορές πιο αμυδρά από το Hubble, επιτρέποντάς μας να κοιτάξουμε ακόμη πιο μακριά στο διάστημα.

Οι Φύλακες του ΣκορπιούΕκδηλώσεις Μαθήματα αστρονομίας στο Royal Observatory Ανακαλύψτε τη γκάμα μαθημάτων αστρονομίας που διαθέτουμε κατάλληλα για μια σειρά ατόμων και εμπειρία Βρείτε ένα μάθημα Έκθεση Astronomy Photographer of the Year Έκθεση Δείτε τη μεγαλύτερη διαστημική φωτογραφία στον κόσμο στο Εθνικό Ναυτικό Μουσείο Επισκεφτείτε τώρα Attraction Royal Observatory Επισκεφθείτε το σπίτι του Greenwich Mean Time (GMT), του πρώτου μεσημβρινού του κόσμου και της μοναδικής επίσκεψης στο Πλανητάριο του Λονδίνου τώρα

Ποιες είναι οι αποστάσεις μεταξύ των τηλεσκοπίων και της Γης;

Χαμπλ

JWST

Το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble περιφέρεται γύρω από τη Γη σε υψόμετρο ~ 570 χλμ

Το JWST δεν θα περιστραφεί πραγματικά γύρω από τη Γη. Αντίθετα θα καθίσει στο σημείο Γης-Ήλιου L2 Lagrange. Αυτό το σημείο είναι περίπου 1,5 εκατομμύριο χιλιόμετρα πιο μακριά από τον Ήλιο από τη Γη

τι πλοία έπλευσε ο Χριστόφορος Κολόμβος

Τα διαστημικά τηλεσκόπια έχουν τεράστιο πλεονέκτημα σε σχέση με τα επίγεια τηλεσκόπια. Με το να είναι πάνω από την ατμόσφαιρα, δεν χρειάζεται να κοιτάζουν μέσα από τον μεταβαλλόμενο αέρα για να δουν στο βαθύ διάστημα, παρέχοντάς τους μια πιο καθαρή θέα από ό,τι μπορούν να επιτύχουν τα περισσότερα επίγεια τηλεσκόπια. Δεν επηρεάζονται επίσης από τον καιρό, κάτι που μπορεί να αποτελέσει μεγάλο πρόβλημα για τους αστρονόμους.

Ωστόσο, το να βρίσκεσαι στο διάστημα κάνει πολύ πιο δύσκολο να διορθώσεις πράγματα που πάνε στραβά. Το Hubble είχε ένα μικρό ελάττωμα στον καθρέφτη του κατά την εκτόξευση, το οποίο απαιτούσε μια αποστολή στο διάστημα για να διορθωθεί.

Η JWST δεν θα έχει τέτοια διάσωση. Σε απόσταση 1,5 εκατομμυρίου χιλιομέτρων, πολύ πιο μακριά από ό,τι έχει ταξιδέψει ποτέ οποιοσδήποτε άνθρωπος, αν κάτι πάει στραβά, δεν θα είναι δυνατό να κατευθυνθείτε στο διάστημα και να το διορθώσετε.

Τοποθετείται σε ένα τόσο απομακρυσμένο μέρος για διάφορους λόγους. Διατηρεί το τηλεσκόπιο μακριά από την ανακλώμενη ακτινοβολία της Γης, μια από τις πολλές επιλογές που έχουν σχεδιαστεί για να διατηρεί αυτό το εξαιρετικά ευαίσθητο τηλεσκόπιο δροσερό. Θα βρίσκεται επίσης σε ένα μέρος όπου η βαρύτητα του Ήλιου και της Γης συνεργάζονται, διευκολύνοντας τη διατήρηση του δορυφόρου στη θέση του.

Πόσο πίσω στο χρόνο μπορεί να δει το JWST;

Όσο πιο μακριά είναι ένα αντικείμενο, τόσο πιο πίσω στο χρόνο ψάχνουμε. Αυτό οφείλεται στο χρόνο που χρειάζεται το φως για να ταξιδέψει από το αντικείμενο σε εμάς.

Με τον μεγαλύτερο καθρέφτη του JWST, θα μπορεί να δει σχεδόν όλη την επιστροφή στην αρχή του Σύμπαντος, περίπου 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.

Με την ικανότητά του να βλέπει το Σύμπαν σε υπέρυθρο φως μεγαλύτερου μήκους κύματος, το JWST θα είναι σε θέση να δει μερικούς από τους πιο μακρινούς γαλαξίες στο Σύμπαν μας, σίγουρα με μεγαλύτερη ευκολία από την άποψη του ορατού/υπεριώδους φωτός του Hubble.

Αυτό συμβαίνει επειδή το φως από μακρινά αντικείμενα εκτείνεται από τη διαστολή του Σύμπαντος μας - ένα φαινόμενο γνωστό ως μετατόπιση στο κόκκινο - ωθώντας το φως έξω από το ορατό εύρος και στο υπέρυθρο.

Γιατί το JWST έχει καθυστερήσει τόσο πολύ;

Τα διαστημικά έργα συχνά διαρκούν περισσότερο από το αναμενόμενο, αλλά το JWST ήταν πιο άτυχο από τα περισσότερα.

γιατί τα τσουνάμι είναι τόσο καταστροφικά

Αρχικά σχεδιαζόταν να λανσαριστεί το 2007, αλλά ένας σημαντικός επανασχεδιασμός, κλιμακούμενο κόστος και καθυστερήσεις οδήγησαν στη μετατόπισή του γύρω στο 2018. Ωστόσο, η περίοδος δοκιμών από το 2016 και μετά υπέφερε επίσης από μεγάλες καθυστερήσεις και μια περαιτέρω καθυστέρηση προκλήθηκε από η παγκόσμια πανδημία του 2020.

Η εκτόξευση είχε προγραμματιστεί εκ νέου για τις 18 Δεκεμβρίου 2021, αλλά αυτή η ημερομηνία μετατέθηκε όχι νωρίτερα από τις 22 Δεκεμβρίου μετά από ένα «συμβάν» κατά τις προετοιμασίες εκτόξευσης. Η NASA ανέφερε σε ανακοίνωσή της ότι θα διερευνήσει το ζήτημα και θα επιβεβαιώσει τη νέα ημερομηνία εκτόξευσης.

Το περιστατικό συνέβη κατά τη διάρκεια επιχειρήσεων στην εγκατάσταση προετοιμασίας δορυφόρων στο Kourou, στη Γαλλική Γουιάνα, που πραγματοποιήθηκαν υπό τη συνολική ευθύνη της Arianespace. Οι τεχνικοί ετοιμάζονταν να συνδέσουν τον Webb στον προσαρμογέα του οχήματος εκτόξευσης, ο οποίος χρησιμοποιείται για την ενοποίηση του παρατηρητηρίου με το ανώτερο στάδιο του πυραύλου Ariane 5. Μια ξαφνική, απρογραμμάτιστη απελευθέρωση μιας ταινίας σύσφιξης - που ασφαλίζει τον Webb στον προσαρμογέα του οχήματος εκτόξευσης - προκάλεσε δόνηση σε όλο το παρατηρητήριο.

Δήλωση της NASA

Μπορεί να αναμένεται μια μικρή καθυστέρηση εάν ο καιρός την ημέρα εκτόξευσης δεν είναι κατάλληλος, αλλά οι επιστήμονες θα ελπίζουν ότι, μέχρι το τέλος του έτους, το JWST θα βρίσκεται σε τροχιά πάνω από τη Γη περιμένοντας να μεταφερθεί στην τελική του θέση ανάπαυσης στο L2 και στην αρχή μιας νέας εποχής στην αστρονομία.

Κατάστημα Royal Observatory Greenwich Illuminates Astronomy Guides Set 2 από 18,00 £ Ειδική Τιμή. Εξοικονομήστε 1,98 £ όταν αγοράζετε δύο προσβάσιμους τίτλους αστρονομίας από τους νέους οδηγούς της σειράς Royal Observatory Greenwich Illuminates... Αγορασε τωρα Κατάστημα Planisphere & 2022 Guide to the Night Sky Set 18,00 £ Οι τέλειοι σύντροφοι για μια νύχτα αστεριών. Διατίθεται στην ειδική τιμή των 18,00 £ όταν αγοράζονται μαζί. Το Planisphere είναι ένα εύχρηστο πρακτικό εργαλείο που βοηθά κάθε αστρονόμο να αναγνωρίσει τους αστερισμούς και τα αστέρια για κάθε μέρα του χρόνου... Αγορασε τωρα Κατάστημα Τηλεσκόπιο Sky-Watcher Skyhawk-114 179,00 £ Το ιδανικό τηλεσκόπιο επιλογής για αρχάριους έως μεσαίου επιπέδου αστρονόμους που θέλουν να επεκτείνουν τις εμπειρίες τους στον ουρανό... Αγορασε τωρα