Впервые в истории человечества были опубликованы изображения глубокого космоса Вселенной в высоком разрешении! Из самой дорогой «камеры» стоимостью $10 млрд.

Как произошел Большой взрыв? Как далеко на самом деле простирается Вселенная? Одинок ли человек во Вселенной?

В ближайшем будущем преемник Хаббла, космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), может ответить на эти вопросы, и теперь он дал первые ответы.

JWST сделал самое глубокое и четкое инфракрасное изображение далекой Вселенной на сегодняшний день и первое полноцветное изображение с момента ввода в эксплуатацию.

Использование инфракрасного изображения в качестве глаза для наблюдения за неизвестной древней вселенной

На фото скопление галактик SMACS 0723, появившееся 4,6 миллиарда лет назад и включающее в себя тысячи галактик.

Он был сделан камерой ближнего инфракрасного диапазона JWST (NIRCam) и объединен с фотографиями с разными длинами волн.На сбор всех фотографий ушло 12,5 часов, а если бы они были переданы Хабблу, потребуются недели.

Днем 11 июля по восточному времени администратор НАСА Билл Нельсон опубликовал эту фотографию во время специального брифинга в Белом доме в последнюю минуту:

Господин Президент, если вы кладете песчинку кончиками пальцев на расстоянии вытянутой руки, это часть вселенной, которую вы видите.

Но звездные скопления на снимке настолько велики, что даже искривляют пространство и время вокруг себя, что приводит к явлению, называемому «гравитационным линзированием», которое увеличивает более далекие галактики за скоплением.

Свет от некоторых из этих галактик прошел 13 миллиардов лет , прежде чем достиг телескопа.

JWST не только сделает изображение интересующего небесного объекта, но и разделит свет на разные длины волн.

В результате JWST может не только сфокусироваться на далеких туманностях, скоплениях галактик и даже экзопланетах, позволяя нам увидеть крошечные структуры, которых раньше не было видно, но и помочь исследователям понять массу, возраст, историю и состав галактик.

В основном это связано с тем, что принцип JWST отличается от принципа работы таких телескопов, как Хаббл, и основан на инфракрасном изображении, которое наблюдает свет из области электромагнитного спектра (инфракрасной области), невидимой для человеческого глаза.

В игре задействованы четыре научных инструмента: спектрометр ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec), прибор среднего инфракрасного диапазона (MIRI), камера ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam), формирователь изображения ближнего инфракрасного диапазона и бесшовный спектрограф (NIRISS).

Хаббл имеет некоторые возможности обнаружения в инфракрасном диапазоне, но не так хорошо, как JWST.

Инфракрасная область, наблюдаемая JWST , имеет решающее значение для построения графика времени нашей Вселенной — по мере того, как Вселенная продолжает расширяться, самые старые и самые редкие звезды и предметы, освещенные ими, кажутся нам только инфракрасным светом.

Астрономы надеются использовать JWST для изучения каждого этапа космической истории, от недр нашей Солнечной системы до самых отдаленных наблюдаемых галактик в ранней Вселенной и всего, что между ними, помогая человечеству понять происхождение Вселенной, эволюцию галактик и наше положение. в этом.

Тем не менее, мы можем ожидать увидеть раннее состояние видимой Вселенной сегодня, наблюдая, как первые галактики сформировались всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва, что произвело революцию в астрофизике, какой мы ее знаем.

Эта фотография является лишь превью.В 22:30 12 июля по пекинскому времени НАСА проведет прямую трансляцию более полноцветных изображений и данных , включая туманности, галактики и атмосферы внесолнечных планет.

Самый дорогой космический телескоп на сегодняшний день, в котором нет права на ошибку

JWST запущен 25 декабря 2021 года, после примерно 25 лет разработки.

Перед этим он прошел десятилетия подготовки, планы начались в начале 1990-х годов, он был назван в честь второго администратора НАСА Джеймса Уэбба с бюджетом в 500 миллионов долларов и начал функционировать в 2007 году .

Однако сложность создания JWST намного превзошла ожидания НАСА.Из-за многих инженерных задержек и перерасхода средств по проекту в 2005 году JWST подвергся серьезной переработке, и время запуска было отложено до тех пор, пока JWST, наконец, не был запущен в 2021 году. может запустить.

25 лет непрерывных инвестиций из 20 стран, сотрудничество десятков тысяч ученых, различные неудачи и множественные задержки, различные факторы создали самый дорогой космический телескоп в истории, а стоимость JWST приближается к 10 миллиардам долларов США .

Передовая наука сжигает деньги, и естественно есть причина сжигать деньги.Она включает в себя линзы большего калибра, зеркальные материалы 10-нанометрового уровня, солнцезащитные козырьки размером с теннисный корт и т.д.", должно быть на 100% правильно .

Короче говоря, технология — это прорыв, НИОКР — это все или ничего, и это не просто линейное увеличение стоимости.

Даже если он может быть запущен, JWST слишком велик, чтобы запускать его непосредственно в космос в его полной форме.Его необходимо сложить, чтобы установить на ракету для запуска.Он может выполнять различные корректировки только в дальнем космосе после запуска, и никакие допускаются ошибки.

Только на развертывание визора в космосе ушло две недели.

Температура наблюдательного модуля JWST должна поддерживаться ниже 40K (-233,15°C), чтобы увидеть слабый инфракрасный свет, а солнцезащитный козырек играет роль контроля температуры. В противном случае сигнал цели заглушался бы инфракрасным излучением самого телескопа, Солнца, Земли и Луны.

Сложность раскладывания козырька заключается в том, что каждый стык должен быть выполнен идеально, чтобы козырек открывался. Весь JWST имеет целых 344 одиночных точки отказа, и козырек содержит значительную их часть, а единственная точка отказа означает, что как только происходит сбой, весь проект терпит неудачу. Случайный разрыв пленки во время тестирования в 2018 году также стал одним из факторов, задержавших проект.

Калибровка главного зеркала также занимает много времени.

Основное зеркало JWST, выполненное в виде складного зеркала в виде «сот», состоящего из 18 шестиугольных зеркал, помогает захватывать большое количество инфракрасного света от выбранной цели. Но каждое из этих зеркал (плюс вторичные зеркала и другие компоненты) необходимо точно отрегулировать, чтобы отражаемое в них изображение совпадало и перекрывалось с другими зеркалами.

В течение последних шести месяцев инженеры и ученые тщательно настраивали зеркальную часть телескопа и калибровали его инструменты.

Теперь JWST наконец-то готов начать собирать свет от далеких галактик для человечества.

#Добро пожаловать на официальный аккаунт Айфанер в WeChat: Айфанер (WeChat: ifanr), в ближайшее время вам будет представлен более интересный контент.

Love Faner | Исходная ссылка · Просмотреть комментарии · Sina Weibo