Телескоп «Джеймс Уэбб» позволит заглянуть в прошлое сквозь просторы Вселенной

Вселенная, как известно, расширяется с ускорением. Чтобы понять, как и почему это происходит, ученые разработали несколько теорий, но ответ каждый раз ускользает, а вопросов становится все больше. Теперь же на космическую арену выходит самый большой и сложный астрономический инструмент в истории, который позволит нам увидеть Вселенную, когда ей было всего 200 миллионов лет.
Это – настоящий научный прорыв, ведь так далеко в прошлое мы еще не заглядывали. Более того, телескоп «Джеймс Уэбб» был отправлен на орбиту в собранном состоянии и раскрылся словно зонтик, прибыв в точку Лагранжа — область, сбалансированную между гравитацией Солнца и Земли на расстоянии полутора миллиона километров от нашей планеты. Еще одним достоинством нового телескопа является способность наблюдать Вселенную в красных и инфракрасных лучах, а также исследовать атмосферы далеких планет чтобы понять, пригодны ли они для жизни. Только представьте сколько всего мы узнаем! Осталось лишь подождать до июня и наши знания о Вселенной, вероятно, изменятся навсегда.

Главной целью телескопа «Джеймс Уэбб» станет наблюдение эпохи образования самых первых звезд и галактик

Выход за пределы наблюдений

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (иногда его называют JWST или Webb) является орбитальной инфракрасной обсерваторией. Это означает, что его мощности достаточно для того, чтобы заглянуть в пылевые облака и посмотреть, как рождаются звезды и планетарные системы. Этот мощнейший инструмент обошелся создателям в 10 миллиардов долларов.
Но вернемся ненадолго в прошлое. В 1990 году NASA доставило на орбиту космический телескоп Хаббл, который открыл для нас Вселенную в прямом смысле этого слова. Его достижения были ошеломительны и вдохновили ученых на создание астрономического инструмента, способного заглянуть практически в самое сердце Большого взрыва. Хаббл также дал ученым подсказку – если использовать волны большей длины, то можно «выйти за пределы» наблюдений.

Обсерватория «Джеймс Уэбб» – одно из важнейших достижений человечества

Когда объекты удаляются все дальше, астрономы регистрируют высокое смещение в красный спектр. И чтобы увидеть самые первые галактики во Вселенной, нужен инфракрасный телескоп, способный использовать излучение для обнаружения небесных тел.
Большая длина волны позволяет проходить сквозь космические объекты, блокирующие видимый свет. Напомним, что инфракрасный свет является одним из нескольких типов излучения, присутствующего в электромагнитном спектре.

Зеркало Уэбба разделено на шесть сегментных фрагментов

Улавливая красный и инфракрасный свет, проходящий через пространство, Уэбб отражает его на меньшее зеркало, которое затем направляет свет на научные приборы, записывающие данные. Поскольку телескоп будет наблюдать очень слабые инфракрасные сигналы, он должен быть защищен от любых ярких, горячих источников, таких как Солнце. Исследователи отмечают, что существует огромная разница температур между горячей и холодной сторонами телескопа, разделенных солнцезащитным экраном.

Путешествие в пункт назначения

Запуск обсерватории «Джеймс Уэбб», названной в честь главы NASA в 1960-х, состоялся 25 декабря прошлого года на ракете-носителе Ariane 5. Телескоп находился внутри отсека ракеты в виде плотно обернутого пакета из проводов, пластика и пластин позолоченного бериллия. Направляясь к месту назначения, Уэбб должен был развернуться (как робот из фильмов «Трансформеры») превратившись в телескоп с золотым зеркалом, скользящим поверх серебряного солнцезащитного козырька.
Отделившись от ракеты Уэбб отправился к точке Лагранжа и успешно развернул зеркало, разделенное на 18 шестиугольных сегментов, которые теперь ожидает сложная настройка, чтобы в июне приступить к наблюдениям.
У нас есть развернутый телескоп на орбите, великолепный телескоп, подобного которому мир никогда не видел. Итак, каково это – творить историю всем вместе? – спросил заместитель руководителя NASA Томас Зурбухен

Этапы развертывания телескопа

Обычно запуск – самая сложная часть миссии, однако развертывание телескопа таких колоссальных масштабов стало одной из самых сложных задач, когда-либо предпринимавшихся в космосе.
Удивительно и расположение обсерватории – гравитационная нестабильность в точке Лагранжа L2 колеблется от 250 000 до 832 000 километров и чтобы оставаться на этой орбите, необходимо вносить небольшие корректировки примерно раз в три недели, позволив телескопу вращаться вокруг L2 (на самом деле Уэбб вращается вокруг Солнца, нам лишь кажется, что вокруг L2). В противном случае миссия улетела бы в межпланетное пространство.

Что мы узнаем о Вселенной?

Учитывая мощности нового телескопа и его чувствительность, открытия, что последуют за собранными данными, будут ошеломительны. Так, исследователи из проекта SETI надеятся, что обсерватория позволит обнаружить жизнь за пределами Земли. Безусловно, нет никакой надежды увидеть животных или растения на расстоянии нескольких световых лет. Но Уэбб сможет сфотографировать экзопланеты – миры, вращающиеся вокруг других солнц.
Открытия, сделанные с помощью обсерватории, будут революционными. Помимо множества далеких планет, Уэбб позволит наблюдать самые первые звезды, что родились вскоре после Большого взрыва (так называемые Первые звезды или звезды Населения III). Вот только телескоп зафиксирует не сами звезды, а события их невероятно мощных, но очень далеких взрывов.

«Джеймс Уэбб» будет наблюдать уже открытые ранее экзопланеты, чтобы получить данные о химическом составе их атмосфер

О Солнечной системе Webb тоже не забудет, позволив нам узнать много нового об объектах, расположенных в ее самых отдаленных регионах. Считается, что эти небесные тела в значительной степени не изменились с момента образования, а значит могут содержать подсказки о происхождении Земли и возникновения на ней воды – ключевого фактора, способствующего появлению жизни.
Владимир Сурдин из Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга МГУ, надеется, что Уэбб сможет вести наблюдения за блуждающими планетами, одиноко странствующими в космической пустоте: «Их не видно в обычные телескопы, потому что они не освещаются светом материнской звезды, они темные. Но при этом они светятся своим теплом в инфракрасном диапазоне», – отметил астроном.

Самый мощный телескоп начнет работу в июне 2022 года

Их наблюдение позволит понять, как сформировалась Солнечная система, наша планета и ее спутник. В академическом сообществе о происхождении Луны до сих пор нет единого мнения. «Есть версия, что по Земле ударило какое-то небесное тело, и так у нее появился спутник. Если мы увидим, что в галактике много планет-бродяг, эта версия получит подтверждение», – говорит Сурдин.

Не только звезды

Вот мы и подошли к самому интересному – сможет ли Уэбб ответить на фундаментальные вопросы астрофизиков, например о черных дырах, темной энергии и темной материи? Ученые считают что да. И учитывая способность телескопа уточнить скорость расширения Вселенной, открытий нас ждет немало. Так, таинственная темная материя рискует наконец быть «пойманной» хотя бы частично – Уэбб измерит ее влияние на окружающую среду.

Над созданием телескопа ученые работали больше 30 лет

Пожалуй, главное будущее достижение обсерватории – это серьезный пересмотр наших знаний не только о Вселенной, но и о жизни, как таковой. Этот телескоп позволит всем жителям планеты узнать как появились первые звезды и как так вышло, что их смерть подарила нам жизнь спустя миллиарды лет.
В конце-концов, как говорил знаменитый астроном Карл Саган, мы лишь временные обитатели этой бледной голубой точки, нашего единственного дома.
Вглядываясь в далекое прошлое, мы должны обратить внимание на настоящее и задуматься о будущем. Ведь все войны, страдания и кровопролития, что пережила наша небольшая планета, меркнут в сравнении с устройством и красотой Вселенной. Быть может, пришла пора и нам посмотреть наверх?